WO2021171997A1 - アンテナ装置 - Google Patents

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antenna device
main plate
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崇之 平林
修 小堺
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Sony Semiconductor Solutions Corp
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    • H01Q3/44—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the electric or magnetic characteristics of reflecting, refracting, or diffracting devices associated with the radiating element
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/30—Resonant antennas with feed to end of elongated active element, e.g. unipole

Definitions

  • This disclosure relates to an antenna device.
  • An object of the present disclosure is to provide a control method for an antenna device, an electronic device, and an antenna device capable of controlling a radiation pattern with a high degree of freedom.
  • the antenna device is connected to a first antenna that radiates a first polarized light, a second antenna that radiates a second polarized light, a parasitic element, a main plate, and a parasitic element. It includes a switch group including a switch and a switch connected to the main plate.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a schematic configuration of an antenna device according to an embodiment.
  • the antenna device 1 shown in FIG. 1 includes a substrate 2, an antenna 10, a parasitic element 11, a parasitic element 12, an antenna 20, a parasitic element 21, a parasitic element 22, and a main plate 30.
  • the main plate 30 is shown by hatching.
  • XYZ coordinates are shown.
  • the Z-axis direction corresponds to the vertical direction
  • the X-axis direction and the Y-axis direction correspond to the horizontal direction.
  • the substrate 2 is a flat substrate.
  • the substrate 2 has a thickness in the X-axis direction, and has a front surface (a surface on the negative direction side of the X-axis) and a back surface (a surface on the positive direction side of the X-axis) extending in the Y-axis direction and the Z direction.
  • the term “on the substrate 2” means on the surface of the substrate 2.
  • the substrate 2 is, for example, a dielectric substrate having an insulating property.
  • the antenna 10 is a first antenna provided on the substrate 2 so as to radiate the first polarized wave.
  • the first polarized wave is either a vertically polarized wave or a horizontally polarized wave.
  • Vertically polarized waves are electromagnetic waves in which the electric field component in the vertical direction is dominant.
  • Horizontally polarized waves are electromagnetic waves in which the electric field component in the horizontal direction is dominant.
  • the antenna 10 illustrated in FIG. 1 has a linear shape (rod-shaped) provided on the substrate 2 so as to extend in the positive direction of the Z axis from the base end portion (the portion on the divided main plate 31 side) toward the tip end portion. ) It is a conductive member (for example, a metal pattern).
  • the antenna 10 may be a rod-shaped monopole antenna that radiates vertically polarized waves.
  • the wavelength of a specific frequency (for example, the center frequency) in the transmission / reception band of the antenna 10 is the wavelength ⁇ 1
  • the length of the antenna 10 is set to , for example, 0.25 ⁇ 1.
  • the parasitic element 11 and the parasitic element 12 are a pair of parasitic elements provided so as to affect the directivity of the antenna 10.
  • the parasitic element 11 and the parasitic element 12 are rod-shaped conductive provided on the substrate 2 so as to extend in the positive direction of the Z axis from the base end portion (the portion on the divided main plate 31 side) toward the tip end portion. It is a sex member.
  • the parasitic element 11 and the parasitic element 12 are provided on both sides of the antenna 10 so as to face the antenna 10.
  • the parasitic element 11 and the parasitic element 12 are arranged at intervals of, for example, 0.25 ⁇ 1 from the antenna 10.
  • the antenna 20 is a second antenna provided on the substrate 2 so as to radiate the second polarized wave.
  • the second polarized wave may be polarized wave in the same direction as the first polarized wave radiated by the antenna 10, or may be polarized wave in a direction different from the first polarized wave.
  • the antenna 20 illustrated in FIG. 1 is provided on the substrate 2 so as to extend in the negative direction of the Z axis from the base end portion (the portion near the boundary between the split base plate 31 side and the split base plate 32) toward the tip end portion. It is a rod-shaped slot line.
  • the antenna 20 is a slot antenna that radiates horizontally polarized waves.
  • the antenna 20 is provided so as to be located on the opposite side of the divided main plate 31 from the antenna 10 in the Z-axis direction.
  • the wavelength of a specific frequency (for example, the center frequency) in the transmission / reception band of the antenna 20 is the wavelength ⁇ 2
  • the length of the antenna 20 is set to , for example, 0.5 ⁇ 2.
  • the parasitic element 21 and the parasitic element 22 are a pair of parasitic elements provided so as to affect the directivity of the antenna 20.
  • the parasitic element 11 and the parasitic element 22 are rod-shaped slots provided on the substrate 2 so as to extend in the negative direction of the Z axis from the base end portion (the portion on the divided base plate 31 side) toward the tip end portion. It is a railroad track.
  • the parasitic element 21 and the parasitic element 22 are provided on both sides of the antenna 20 so as to face the antenna 20.
  • the parasitic element 21 and the parasitic element 22 are arranged at intervals of, for example, 0.25 ⁇ 2 from the antenna 20.
  • the main plate 30 is a main plate that affects the directivity of the antenna 10 and the antenna 20.
  • the main plate 30 includes the divided main plate 31 and the divided main plate 32.
  • the divided main plate 31 is a conductive member provided on the substrate 2 so as to affect the directivity of the antenna 10 and / or the antenna 20.
  • the divided main plate 31 has a substantially rectangular shape except for a portion where the antenna 20, the parasitic element 21, and the parasitic element 22 are provided.
  • the divided base plate 31 is provided so as to face the antenna 10, the parasitic element 11, and the parasitic element 12 in the Z-axis direction.
  • the split base plate 31 has a length (length in the Z-axis direction) capable of forming a part of the antenna 20, the parasitic elements 21 and 22 (a portion other than the portion formed by the split base plate 32 described later). Has).
  • the divided main plate 32 is a conductive member provided on the substrate 2 so as to affect the directivity of the antenna 10 and / or the antenna 20.
  • the divided base plate 32 has a substantially rectangular shape except for a portion where the antenna 20, the parasitic element 21, and the parasitic element 22 are provided.
  • the divided main plate 32 is provided so as to face the divided main plate 31 so as to be located on the side opposite to the antenna 10, the parasitic element 11, and the parasitic element 12 with the divided main plate 31 sandwiched in the Z-axis direction.
  • the divided base plate 32 may have the same width (length in the Y-axis direction) as the divided base plate 31. Further, the divided base plate 32 has a length (length in the Z-axis direction) capable of forming the antenna 20, the parasitic element 21, and the parasitic element 22.
  • the antenna device 1 is provided with a switch group including a plurality of switches. This will be described next with reference to FIG.
  • FIG. 2 is a plan view showing a schematic configuration of the antenna device 1.
  • a feeding point FP1, a feeding point FP2, and a switch group are shown.
  • the switch group includes a switch 111, a switch 121, a switch 211, a switch 212, a switch 221 and a switch 222, and switches 301 to 308.
  • the feeding point FP1 is provided on the substrate portion of the antenna 10 and the divided main plate 31.
  • the feeding point FP2 is provided at the base end portion of the antenna 20. Alternatively, it is provided at an arbitrary position along the Z axis of the antenna 20.
  • the switch 111 is connected to the parasitic element 11.
  • the switch 111 is connected between the base end portion of the parasitic element 11 and the divided base plate 31.
  • the switch 111 is SHORT (ON: short circuit)
  • the parasitic element 11 is connected to the divided main plate 31.
  • the switch 111 is OPEN (OFF)
  • the parasitic element 11 is separated from the divided main plate 31.
  • the switch 121 is connected to the parasitic element 12.
  • the switch 121 is connected between the proximal end of the parasitic element 12 and the split base plate 31.
  • the switch 121 is SHORT, the parasitic element 12 is connected to the divided main plate 31.
  • the switch 121 is OPEN, the parasitic element 12 is separated from the split base plate 31.
  • the switch 211 and the switch 212 are connected to the parasitic element 21.
  • the switch 211 is connected between the divided main plates 32 on both sides at the base end portion of the parasitic element 21.
  • the switch 211 is SHORT
  • the parasitic element 21 becomes a slot line having a length from the base end portion to the switch 211.
  • the switch 212 is connected between the divided main plates 32 on both sides at a portion between the base end portion and the tip end portion of the parasitic element 21.
  • the switch 211 is OPEN and the switch 212 is SHORT, the parasitic element 21 becomes a slot line having a length from the base end portion to the switch 212. In other words, the slot line from the switch 212 to the tip is invalidated.
  • the switch 221 and the switch 222 are connected to the parasitic element 22.
  • the switch 221 is connected between the divided main plates 32 on both sides at the base end portion of the parasitic element 22.
  • the switch 221 is SHORT
  • the parasitic element 21 becomes a slot line having a length from the proximal end to the switch 221.
  • the switch 222 is connected between the divided main plates 32 on both sides in the portion between the base end portion and the tip end portion of the parasitic element 22.
  • the switch 221 is OPEN and the switch 222 is SHORT
  • the parasitic element 22 becomes a slot line having a length from the base end portion to the switch 222. In other words, the slot line from the switch 222 to the tip is invalidated.
  • Switch 301 to switch 308 are connected to the main plate 30.
  • the switches 301 to 308 are connected in order between the divided base plate 31 and the divided base plate 32 in the Y-axis direction.
  • the switch 301 is connected between the split base plate 31 and the split base plate 32 at the ends of the split base plate 31 and the split base plate 32 on the positive direction side of the Y axis.
  • the switch 302 is connected between the split base plate 31 and the split base plate 32 at a portion of the base end portion of the parasitic element 22 on the positive direction side of the Y axis.
  • the switch 303 is connected between the split base plate 31 and the split base plate 32 at a portion of the base end portion of the parasitic element 22 on the negative direction side of the Y axis.
  • the switch 304 is connected between the split base plate 31 and the split base plate 32 at a portion of the base end portion of the antenna 20 on the positive direction side of the Y axis.
  • the switch 305 is connected between the split base plate 31 and the split base plate 32 at a portion of the base end portion of the antenna 20 on the negative direction side of the Y axis.
  • the switch 306 is connected between the split base plate 31 and the split base plate 32 at a portion of the base end portion of the parasitic element 21 on the positive direction side of the Y axis.
  • the switch 307 is connected between the split base plate 31 and the split base plate 32 at a portion of the base end portion of the parasitic element 21 on the negative direction side of the Y axis.
  • the switch 308 is connected between the divided base plate 31 and the divided base plate 32 at the ends of the divided base plate 31 and the divided base plate 32 on the negative direction side of the Y axis.
  • a part of the antenna 20 may be formed of the divided main plate 31, and in this case, the switch 304 and the switch 305 are formed of the portion formed by the divided main plate 31 of the antenna 20 and the divided main plate 32. Connect with the part.
  • a part of the parasitic element 21 may be formed of the divided base plate 31, and in this case, the switch 306 and the switch 307 connect the portion of the parasitic element 21 formed of the divided base plate 31 and the portion formed of the divided base plate 32.
  • a part of the parasitic element 22 may be formed of the divided base plate 31, and in this case, the switch 302 and the switch 303 connect the portion of the parasitic element 22 formed of the divided base plate 31 and the portion formed of the divided base plate 32. do.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a schematic configuration of SPST.
  • the OPEN / SHORT between the terminal RF1 and the terminal RF2 is switched. Switching is controlled by the control signal CTRL. It is also possible to switch so that the terminal RF2 is connected to the ground.
  • Example of power feeding method An example of a power feeding method using the power feeding point FP1 and the feeding point FP2 will be described with reference to FIGS. 4A to 4C.
  • the power supply system shown in FIG. 4A is an example of a switching diversity scheme.
  • the signal source 40 produces a transmit RF signal.
  • the transmitted RF signal generated by the signal source 40 is selectively supplied to either the feeding point FP1 or the feeding point FP2 via the switch 50.
  • the switch 50 for example, SPDT (Single Pole Double Through) may be used.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a schematic configuration of SPDT. In the SPDT illustrated in FIG.
  • the DRIVER switches between the OPEN / SHORT between the terminal RFC and the terminal RF1 and the OPEN / SHORT between the terminal RFC and the terminal RF2 according to the control signal CTRL.
  • the DRIVER operates according to the power supply voltage VSS and the power supply voltage VDD. Similarly, it can be a switching diversity in reception.
  • the power supply system shown in FIG. 4B is an example of a synthetic diversity scheme.
  • the transmission RF signal generated by the signal source 40 is supplied to the feeding point FP1 after being phase-shifted by phase ⁇ 1 by the phase shifter 61, and is supplied to the feeding point FP2 after being phase-shifted by phase ⁇ 2 by the phase shifter 62.
  • the antenna 10 and the antenna 20 radiate polarized waves orthogonal to each other, a radiation pattern in which polarization and directivity are combined can be formed.
  • it can be a synthetic diversity in reception.
  • the power supply method shown in FIG. 4C is an example of MIMO (Multiple Input Multiple Output).
  • the signal source 41 and the signal source 42 generate different transmission RF signals.
  • the transmission RF signal generated by the signal source 41 is supplied to the feeding point FP1.
  • the transmitted RF signal generated by the signal source 42 is supplied to the feeding point FP2.
  • MIMO with low correlation and high S / N is realized. Similarly, it can be MIMO in reception.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an antenna device and an electronic device constituting such a control system.
  • the antenna device 1 includes an RF signal processing block 400, a switching control block 500, and a modulation / demodulation signal processing block 600 in addition to the configurations described so far.
  • the antenna device 1 is mounted on the electronic device 5, and a portion of the electronic device 5 other than the antenna device 1 is shown as another block 700.
  • the power feeding scheme is a switching diversity scheme (FIG. 4A).
  • the other block 700 is configured to supply transmission data to the modulation / demodulation signal processing block 600 of the antenna device 1 and to receive received data from the modulation / demodulation signal processing block 600.
  • the modulation / demodulation signal processing block 600 generates a modulated signal based on the transmitted data.
  • the RF signal processing block 400 generates a transmit RF signal based on the modulated signal.
  • the generated transmission RF signal is supplied to the feeding point FP1 or the feeding point FP2 (FIG. 2) of the antenna device 1 via the switch 50.
  • the received RF signal is supplied from the antenna device 1 to the RF signal processing block 400 via the switch 50.
  • the RF signal processing block 400 processes the received RF signal (amplification, filtering, frequency conversion, etc.).
  • the modulation / demodulation signal processing block 600 demodulates the processed received RF signal to obtain received data.
  • an index related to transmission / reception is sent to the switching control block 500.
  • indicators are reception level information (RSSI: Received Signal Strength Indicator), transmission level information, reception QoS (Quality of Service) information (SIR: signal-to-interference ratio, BER: Bit Error Rate), and transmission QoS information. Yes, but not limited to these.
  • the changeover control block 500 generates a changeover signal for controlling each of the switch 50, the switch 111, the switch 121, the switch 211, the switch 212, the switch 221, the switch 222, the switch 301 to the switch 308 (FIG. 2), and the switch 50. do.
  • the switching signal is generated based on the above-mentioned index sent from the modulation / demodulation signal processing block 600.
  • the switching control block 500 generates a switching signal so that at least one index of each of the above-mentioned indexes is maximized.
  • the antenna device 1 has various states as described below due to the switching control by the switching control block 500.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of State.
  • FIG. 7 shows 24 types of States from State 00 to State 23. “ON” means that power is supplied to the antenna by the corresponding feeding point, and “OFF” means that power is not supplied. “OPEN” means that the corresponding switch is in a non-conducting state (open), and “SHORT” means that it is in a conductive state (short circuit).
  • States00 to State05 are examples in which power is supplied (excited) only to the antenna 10 and the switches connected to the parasitic element 11, the parasitic element 12, the divided base plate 31 and the divided base plate 32 are switched.
  • States 06 to 08 are examples in which power is supplied only to the antenna 20 and the switch connected to the parasitic element 21 and the parasitic element 22 is switched.
  • the State 09 and the State 10 are examples in which power is supplied only to the antenna 10 and the switches connected to the parasitic element 21, the parasitic element 22, the divided base plate 31 and the divided base plate 32 are switched.
  • States 11 to 23 are examples in which power is supplied only to the antenna 20 and switches connected to the parasitic element 11, the parasitic element 12, the parasitic element 21, and the parasitic element 22 are switched.
  • State00 to State23 various States can be obtained.
  • Examples include a State that switches each one independently.
  • Lengths of the parasitic element 11 in the Y and Z axis directions 10 mm and 80 mm, respectively.
  • Lengths of the parasitic element 12 in the Y and Z axis directions 10 mm and 80 mm, respectively.
  • Distance between the antenna 10 and the parasitic element 11 in the Y-axis direction 75 mm.
  • Distance between the antenna 10 and the parasitic element 12 in the Y-axis direction 75 mm.
  • Lengths of antenna 20 in the Y and Z axis directions (of slots) 10 mm and 170 m, respectively.
  • Lengths of the parasitic element 21 in the Y and Z axis directions 10 mm and 190 m, respectively.
  • Lengths of the parasitic element 22 in the Y and Z axis directions 10 mm and 190 m, respectively.
  • Distance between switch 222 and switch 222 in the Z-axis direction 5 mm.
  • Distance between the antenna 20 and the parasitic element 21 in the Y-axis direction 75 mm.
  • Distance between the antenna 20 and the parasitic element 22 in the Y-axis direction 75 mm.
  • Lengths of the divided base plate 31 in the Y and Z axis directions 250 mm and 45 mm, respectively.
  • Lengths of the divided base plate 32 in the Y and Z axis directions 250 mm and 200 mm, respectively.
  • Distance between the divided base plate 31 and the divided base plate 32 in the Z-axis direction 5 mm.
  • FIGS. 8A to 8C show the simulation results of State00 to State02.
  • the solid line shows the gain of vertically polarized waves (dBi)
  • the broken line shows the gain of horizontally polarized waves
  • the thick solid line shows the total gain (dBi).
  • the radiation of vertically polarized waves in the Y-axis direction is dominant. This is because the antenna 10, the parasitic element 11, and the parasitic element 12, which are conductive members, are provided side by side in the Y-axis direction.
  • State02 (FIG. 8C) has a larger gain in the positive direction of the Y-axis than State00 (FIG. 8A). This is because, of the parasitic element 11 and the parasitic element 12, only the parasitic element 12 is connected to the divided main plate 31 by the switch 121, so that the parasitic element 12 operates as a reflecting element.
  • FIGS. 9A to 9C show the simulation results of State06 to State08.
  • the solid line shows the gain of vertically polarized waves (dBi)
  • the broken line shows the gain of horizontally polarized waves
  • the thick solid line shows the total gain (dBi).
  • the radiation of horizontally polarized waves in the X-axis direction is dominant. This is because the antenna 20, the parasitic element 21, and the parasitic element 22, which are slot lines, are provided side by side in the Y-axis direction.
  • the State 00 to State 02 and the State 06 to State 08 described above are directional by switching the polarization by switching between the antenna 10 and the antenna 20, and by switching the switch 111, the switch 121, the switch 211, the switch 212, the switch 221 and the switch 222. This is an example of control. In addition to this, those skilled in the art can understand that the directivity is also controlled by switching the switch 301 to the switch 308.
  • FIG. 10 shows a contrast between State 01 and State 03.
  • the solid line shows the total gain (dBi) of State 1
  • the broken line shows the total gain (dBi) of State 03.
  • the State 03 realizes a directivity different from that of the State 01. This is because in State 03, the current flowing through the main plate 30 and the divided main plate 31 changes because the divided main plate 31 and the divided main plate 32 are connected by the switches 301 to 308 and the pattern of the main plate 30 is changed. ..
  • the antenna device 1 can have various States having different polarization and directivity.
  • the State of the antenna device 1 is controlled by the switching control block 500 described above with reference to FIG.
  • FIG. 11 is a flowchart showing an example of switching control processing (control method of the antenna device 1). This process is repeatedly executed by the switching control block 500, for example, while transmission / reception (use of the electronic device 5) by the antenna device 1 is being performed.
  • step S1 the switching control block 500 acquires an index related to transmission / reception. For example, as described above with reference to FIG. 6, indexes such as reception level information (RSSI), transmission level information, reception QoS information (SIR, BER), and transmission QoS information are acquired.
  • RSSI reception level information
  • SIR transmission level information
  • BER reception QoS information
  • transmission QoS information transmission QoS information
  • step S2 the switching control block 500 determines whether or not a predetermined condition is satisfied. For example, when searching for a State in which the best index can be obtained, it is determined that a predetermined condition is satisfied when the index acquired in the previous step S1 is better than the index acquired in step S1 of the previous loop. You can do it. Alternatively, if a State that satisfies a certain index is sufficient, it may be determined that the predetermined condition is satisfied when the index acquired in the previous step S1 exceeds the threshold value. In addition to this, various conditions may be used as predetermined conditions. When the predetermined condition is satisfied (Yes in step S2), the processing of the flowchart ends. If the predetermined condition is not satisfied (No in step S2), the process is returned to step S1 again via step S3.
  • step S3 the changeover control block 500 switches the switch. Which switch is to be switched may be appropriately determined. For example, each switch may be switched so that State 00 to State 23 described above are sequentially realized each time steps S1 to S3 are looped.
  • the antenna device 1 can be switched to the State where the desired directivity can be obtained.
  • FIG. 12 is a plan view showing a schematic configuration of an antenna device according to such a modification.
  • the antenna device 1A shown in FIG. 12 is different from the antenna device 1 (FIG. 2) in that the position of the feeding point of the antenna 20 is different.
  • the two feeding points FP2A1 and the feeding point FP2A2 are provided at arbitrary positions of the antenna 20.
  • the number and position of the feeding point FP2A1 and the feeding point FP2A2 are examples, and various other feeding points may be provided at various positions.
  • FIG. 13 is a plan view showing a schematic configuration of an antenna device according to such a modification.
  • the antenna device 1B shown in FIG. 13 is different from the antenna device 1 (FIG. 2) in that the split base plate 32B is provided instead of the split base plate 32 and that the switches 309 to 316 are provided.
  • the divided base plate 32B is divided into five parts: a first part 321, a second part 322, a third part 323, a fourth part 324, and a fifth part 325. Each part is connected by switches 309 to 316.
  • the first portion 321 and the second portion 322 are provided between the antenna 20 and the parasitic element 21 in order from the base end portion to the tip end portion of the antenna 20 (in the negative direction of the Z axis).
  • the first portion 321 and the second portion 322 have a substantially rectangular shape.
  • the switch 309 is connected between the first portion 321 and the second portion 322 in the vicinity of the parasitic element 21.
  • the switch 310 is connected between the first portion 321 and the second portion 322 in the vicinity of the antenna 20.
  • the third portion 323 and the fourth portion 324 are sequentially provided between the antenna 20 and the parasitic element 22 in the direction from the base end portion to the tip end portion of the antenna 20.
  • the third portion 323 and the fourth portion 324 have a substantially rectangular shape.
  • the switch 311 is connected between the third portion 323 and the fourth portion 324 in the vicinity of the antenna 20.
  • the switch 312 is connected between the third portion 323 and the fourth portion 324 in the vicinity of the parasitic element 22.
  • the fifth portion 325 is a portion of the divided base plate 32 other than the first portion 321 to the fourth portion 324.
  • the portion provided between the antenna 20 and the parasitic element 21 is connected to the second portion 322 via the switch 313 and the switch 314.
  • the switch 313 is connected between the second portion 322 and the fifth portion 325 in the vicinity of the parasitic element 21.
  • the switch 314 is connected between the second portion 322 and the fifth portion 325 in the vicinity of the antenna 20.
  • the portion provided between the antenna 20 and the parasitic element 22 is connected to the fourth portion 324 via the switch 315 and the switch 316.
  • the switch 315 is connected between the fourth portion 324 and the fifth portion 325 in the vicinity of the parasitic element 22.
  • the switch 316 is connected between the fourth portion 324 and the fifth portion 325 in the vicinity of the parasitic element 22.
  • the switch 309 to 316 are switched by the changeover control block 500 (FIG. 6). By switching the switch 309 to 316, the pattern of the divided base plate 32B is changed, thereby obtaining different directivity.
  • the division pattern and connection relationship of the division base plate 32B are not limited to the example shown in FIG.
  • FIG. 14 is a plan view showing a schematic configuration of an antenna device according to such a modification.
  • the antenna device 1C shown in FIG. 14 has a parasite 10, a parasitic element 11, a parasitic element 12, an antenna 20, a parasitic element 21, a parasitic element 22, a switch 212, and a switch 222, as compared with the antenna device 1 (FIG. 2).
  • the antenna 10C is different from the antenna 10 (FIG. 2) in that the switch 101 and the feeding point FP1C0 are provided at the base end portion.
  • the switch 101 is provided in parallel with the feeding point FP1C0.
  • the switch 101 is switched by the switching control block 500 (FIG. 6). By setting the switch 101 to SHORT, the antenna 10C can be used as a parasitic element instead of exciting the antenna 10C via the feeding point FP1C0.
  • the parasitic element 11C is different from the parasitic element 11 (FIG. 2) in that a feeding point FP1C1 is provided at the base end portion.
  • the switch 111 is provided in parallel with the feeding point FP1C1. By setting the switch 111 to OPEN, the parasitic element 11C can be excited via the feeding point FP1C1 and the parasitic element 11C can be used as an antenna.
  • the parasitic element 12C is different from the parasitic element 12 (FIG. 2) in that a feeding point FP1C2 is provided at the base end portion.
  • the switch 121 is provided in parallel with the feeding point FP1C2. By setting the switch 121 to OPEN, the parasitic element 12C can be excited via the feeding point FP1C2, and the parasitic element 12C can be used as an antenna.
  • the antenna 20C is different from the antenna 20 (FIG. 2) in that the feeding point FP2C0 is provided instead of the feeding point FP2.
  • the feeding point FP2C0 is not limited to the proximal end portion of the antenna 20, and is provided at an arbitrary position of the antenna 20.
  • the switch 201C is connected in parallel with the feeding point FP2C0. That is, the switch 201C is connected between the divided main plates 32 at both ends of the antenna 20C.
  • the switch 201C is switched by the switching control block 500 (FIG. 6). By setting the switch 201C to SHORT, the antenna 20C can be used as a parasitic element instead of exciting the antenna 20C via the feeding point FP2C1.
  • the parasitic element 21C is different from the parasitic element 21 (FIG. 2) in that the feeding point FP2C1 is provided and that the switch 212C is provided instead of the switch 212.
  • the feeding point FP2C1 is provided at an arbitrary position of the parasitic element 21C.
  • the switch 212C is connected in parallel with the feeding point FP2C1. That is, the switch 212C is connected between the divided main plates 32 at both ends of the parasitic element 21.
  • the switch 212C is switched by the switching control block 500 (FIG. 6).
  • the switch 212C is set to OPEN, the parasitic element 21C can be excited via the feeding point FP2C1 and the parasitic element 21C can be used as an antenna.
  • the parasitic element 22C is different from the parasitic element 22 (FIG. 2) in that the feeding point FP2C2 is provided and that the switch 222C is provided instead of the switch 222.
  • the feeding point FP2C2 is provided at an arbitrary position of the parasitic element 22C.
  • the switch 222C is connected in parallel with the feeding point FP2C2. That is, the switch 222C is connected between the divided main plates 32 at both ends of the parasitic element 22C.
  • the switch 222C is switched by the switching control block 500 (FIG. 6).
  • the switch 222C is set to OPEN, the parasitic element 22C can be excited via the feeding point FP2C2, and the parasitic element 22C can be used as an antenna.
  • FIG. 15 is a plan view showing a schematic configuration of an antenna device according to such a modification.
  • the antenna device 1D shown in FIG. 15 includes an antenna 10D, a parasitic element 11D, and a parasitic element 12D in place of the antenna 10, the parasitic element 11, and the parasitic element 12. It's different.
  • the antenna 10D is different from the antenna 10 (FIG. 2) in that it is a foldable antenna having a foldable portion.
  • the antenna 10D has a portion extending in the positive direction of the Z axis from the base end portion, two portions bent from the portion extending in the positive direction of the Y axis and extending in the negative direction of the Y axis, and further from them. It has a portion that is bent and extends in the negative direction of the Z axis.
  • the parasitic element 11D includes a portion extending in the Z-axis positive direction from the base end portion, a portion bent from the base end portion extending in the Y-axis positive direction, and a portion further bent from there and extending in the Z-axis negative direction.
  • the parasitic element 12D includes a portion extending in the positive direction of the Z axis from the base end portion, a portion bent from there and extending in the negative direction of the Y axis, and a portion bent from there and extending in the negative direction of the Z axis.
  • the bent shape of the antenna 10D, the parasitic element 11D, and the parasitic element 12D makes the antenna device 1D more compact than the antenna device 1.
  • the shapes of the antenna 10D, the parasitic element 11D, and the parasitic element 12D may be any shape as long as they can shorten the length in the Z-axis direction, and are not limited to the example shown in FIG.
  • the antenna 10D may have a curved portion instead of the bent portion, or may have both a bent portion and a curved portion.
  • FIG. 16 is a plan view showing a schematic configuration of an antenna device according to such a modification.
  • the antenna device 1E shown in FIG. 16 is different from the antenna device 1 (FIG. 2) in that it includes a variable reactance element 111E and a variable reactance element 121E in place of the switch 111 and the switch 121.
  • the variable reactance element 111E and the variable reactance element 121E are one aspect of the switches constituting the switch group.
  • variable reactance element 111E and the variable reactance element 121E exemplified are capacitors capable of changing the capacitance value such as a varicap.
  • the capacitance values of the variable reactance element 111E and the variable reactance element 121E are controlled by the switching control block 500 (FIG. 6).
  • Different directivity can also be obtained by changing the reactance values of the variable reactance element 111E and the variable reactance element 121E to switch the connection state between the parasitic element 11 and the divided base plate 31.
  • FIG. 17 is a plan view showing a schematic configuration of an antenna device according to such a modification.
  • the antenna device 1F shown in FIG. 17 includes a parasitic element 21F and a parasitic element 22F instead of the parasitic element 21 and the parasitic element 22, and the switch 213F and the switch 223F. It differs in that it is provided.
  • the switch 213F is provided at an arbitrary position between the switch 211 and the switch 212 on the parasitic element 21F.
  • the switch 213F is connected between the divided main plates 32 on both sides of the parasitic element 21F.
  • the parasitic element 21 has a line length of the length from the proximal end to the switch 214.
  • the switch 223F is provided at an arbitrary position between the switch 221 and the switch 222 on the parasitic element 22F.
  • the switch 223F is connected between the divided main plates 32 on both sides of the parasitic element 22.
  • the parasitic element 22 has a line length of the length from the proximal end to the switch 224.
  • Different directivity can also be obtained by finely switching the lengths of the parasitic element 21F and the parasitic element 22F by the switch 213F and the switch 223F.
  • additional switches may be added.
  • the radiation pattern can be freely changed with various combinations other than those described above, such as the combination of excitation with vertically polarized waves and parasitic elements with horizontally polarized waves, to further optimize communication performance. can do. It is also possible to make each element multi-band. It is also possible to mount an antenna tuning element to widen the band.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an antenna device according to a second embodiment.
  • the antenna device 1G shown in FIG. 18 is different from the antenna device 1 (FIG. 2) in that the antenna 20G and the main plate 33 are provided in place of the antenna 20 and the main plate 30.
  • the antenna device 1G is shown in a mode that does not have the parasitic element 21 and the parasitic element 22 as in the antenna device 1 (FIG. 2), but has a configuration corresponding to such a parasitic element 21 and the parasitic element 22. You may have it.
  • the antenna 20G is a second antenna provided on the substrate 2 so as to radiate the second polarized wave.
  • the second polarized wave radiated by the antenna 20G is a polarized wave in the same direction as the first polarized wave radiated by the antenna 10.
  • the antenna 20G illustrated in FIG. 18 is a slot antenna provided on the substrate 2 so as to extend in the horizontal direction, and emits vertically polarized waves.
  • the feeding point FP2G of the antenna 20G may be provided at an arbitrary position of the antenna 20G.
  • the main plate 33 is provided on the substrate 2 so as to have an area (pattern length and pattern width) that can affect the radiation characteristics of the antenna 10 and / or 20G.
  • the main plate 33 has a substantially rectangular shape except for a portion where the antenna 20G is provided.
  • the main plate 33 has a length (length in the Y-axis direction) capable of forming the antenna 20G.
  • the antenna 20G is excited via the feeding point FP2G.
  • the antenna device 1G also has various States as described below by the switching control block 500 (FIG. 6).
  • FIG. 19 is a diagram showing an example of State.
  • Beam orientation indicates the direction of directivity.
  • Y- corresponds to the negative direction of the Y axis.
  • Y + corresponds to the positive direction of the Y axis.
  • X ⁇ corresponds to the positive direction of the X axis and the negative direction of the X axis.
  • eight types of Stages 200 to 207 can be obtained.
  • Lengths of the parasitic element 11 in the Y and Z axis directions 2 mm and 67 mm, respectively.
  • Lengths of the parasitic element 12 in the Y and Z axis directions 2 mm and 67 mm, respectively.
  • Distance between the antenna 10 and the parasitic element 11 in the Y-axis direction 88 mm.
  • Distance between the antenna 10 and the parasitic element 12 in the Y-axis direction 88 mm.
  • Lengths (of slots) of antenna 20 in the Y and Z axes, respectively 200 and 4 mm.
  • Distance from one end of the antenna 20 in the Y-axis direction to the feeding point FP2G 60 mm.
  • Lengths of the main plate 33 in the Y and Z axis directions 209 mm and 150 mm, respectively.
  • 20A to 20E show the simulation results of State200.
  • 20A to 20C show the directivity when viewed in the XY plane, the XZ plane, and the YZ plane.
  • directivity is obtained especially in the Y-axis direction. This is because the antenna 10, the parasitic element 11, and the parasitic element 12, which are conductive members, are provided side by side in the Y-axis direction. Further, almost symmetrical directivity can be obtained in the X-axis direction and the Y-axis direction. This is because the parasitic element 11 and the parasitic element 12 are both separated from the main plate 33 by the switch 111 and the switch 121, and the influence of the parasitic element 11 and the parasitic element 12 on the antenna 10 is small.
  • FIG. 20D shows the radiation efficiency (dB) and FIG. 20E shows VSWR.
  • FIGS. 21A to 21E show the simulation results of State201.
  • the gain in the negative direction of the Y axis is larger in the State 201 than in the State 200 (FIGS. 20A to 20C).
  • the parasitic element 11 and the parasitic element 12 only the parasitic element 11 is connected to the main plate 33 by the switch 111, so that the parasitic element 11 operates as a reflecting element.
  • markers M11 to M13 in FIGS. 21D and 21E good radiation efficiency and VSWR are still obtained at frequencies of 0.83 GHz to 0.89 GHz.
  • FIGS. 22A to 22E show the simulation results of State202.
  • the gain in the positive direction of the Y-axis is larger in the State 202 than in the State 200 (FIGS. 20A to 20C).
  • the parasitic element 11 and the parasitic element 12 only the parasitic element 12 is connected to the main plate 33 by the switch 121, so that the parasitic element 12 operates as a reflecting element.
  • markers M21 to M23 in FIGS. 22D and 22E good radiation efficiency and VSWR are still obtained at frequencies of 0.83 GHz to 0.89 GHz.
  • FIGS. 23A to 23E show the simulation results of State 203.
  • the gains in the X-axis direction and the Y-axis positive direction change as compared with the State 200 (FIGS. 20A to 20C). It is considered that this is because the parasitic element 11 and the parasitic element 12 are connected to the main plate 33 by the switch 111 and the switch 121, so that the influence of the parasitic element 11 and the parasitic element 12 on the antenna 10 is changed.
  • markers M31 to M33 in FIGS. 23D and 23E changes also occur in radiation efficiency and VSWR at frequencies of 0.83 GHz to 0.89 GHz.
  • FIGS. 24A to 24E show the simulation results of State204.
  • State 204 directivity is obtained particularly in the X-axis direction. This is because the antenna 20G, which is a slot line, is provided in the Y-axis direction. Further, almost symmetrical directivity can be obtained in the X-axis direction and the Y-axis direction. This is because the main plate 33 is separated from the parasitic element 11 and the parasitic element 12 by the switch 111 and the switch 121, and the influence of the parasitic element 11 and the parasitic element 12 on the antenna 20G is small. As shown by markers M41 to M43, good radiation efficiency and VSWR are still obtained at frequencies of 0.83 GHz to 0.89 GHz.
  • 25A to 25E show the simulation results of State 205.
  • the gain in the positive direction of the Y-axis is larger in the State 205 than in the State 204 (FIGS. 24A to 24C). It is considered that this is because the main plate 33 is connected to the parasitic element 11 by the switch 111, and the influence of the parasitic element 11 on the antenna 20G has changed.
  • markers M51 to M53 good radiation efficiency and VSWR are still obtained at frequencies of 0.83 GHz to 0.89 GHz.
  • FIGS. 26A to 26E show the simulation results of State 206.
  • the gain in the X-axis direction and the Y-axis direction changes in the State 206 as compared with the State 204 (FIGS. 24A to 24C). It is considered that this is because the main plate 33 is connected to the parasitic element 12 by the switch 121, and the influence of the parasitic element 12 on the antenna 20G has changed.
  • markers M61 to M63 good radiation efficiency and VSWR are still obtained at frequencies of 0.83 GHz to 0.89 GHz.
  • FIGS. 27A to 27E show the simulation results of State 207.
  • the gain in the positive direction of the Y axis is larger than that in State 204 (FIGS. 24A to 24C). It is considered that this is because the main plate 33 is connected to the parasitic element 11 and the parasitic element 12 by the switch 111 and the switch 121, so that the influence of the parasitic element 11 and the parasitic element 12 on the antenna 20G is changed.
  • markers M71 to M73 good radiation efficiency and VSWR are still obtained at frequencies of 0.83 GHz to 0.89 GHz.
  • FIG. 28 shows a contrast between State 200 to State 207.
  • Curves C0 to C7 show the gains of State 200 to State 207.
  • a gain of ⁇ 5 dBi can be obtained in all directions of 360 degrees by switching between State 200 to State 207.
  • FIG. 29 is a diagram showing a prototype. As shown in FIG. 29, in the prototype, the antenna 10 was excited from the port PORT1 via the transmission line LINE1 (and the feeding point FP1). The antenna 20G was excited from the port PORT2 via the transmission line LINE2 (feeding point FP2).
  • the transmission line LINE1 and the transmission line LINE2 are microstrip lines in this example. However, in addition to the microstrip line, a coplanar line, a strip line, or the like may be used. Since the substrate 2, the antenna 10, the antenna 20G, and the main plate 33 are the same as the above simulation conditions, the description will not be repeated here.
  • FIG. 30A shows the experimental results of State 201.
  • the solid line shows the directivity at a frequency of 830 MHz.
  • the thick solid line indicates the directivity at a frequency of 860 MHz.
  • the broken line indicates the directivity at a frequency of 890 MHz.
  • FIG. 30B shows the experimental results of State202. Experimental results close to the simulation results described above with reference to FIG. 22A and the like were obtained.
  • FIG. 30C shows the experimental results of State204. Experimental results close to the simulation results described above with reference to FIG. 24A and the like were obtained.
  • FIG. 31 shows the experimental results of State201, State202, State206 and State207.
  • Curve C1, curve C2, curve C6 and curve C7 show the directivity of State201, State202, State206 and State207.
  • the curved CREF indicates the directivity of a commercially available sleeve dipole antenna (almost omnidirectional antenna). For example, when viewed on the XY plane, it was confirmed that a gain of ⁇ 5 dBi can be obtained in all directions of 360 degrees by switching State201, State202, State206, and State207.
  • FIG. 32 is a plan view showing a schematic configuration of an antenna device according to such a modification.
  • the antenna device 1H shown in FIG. 32 is different from the antenna device 1G (FIG. 18) in that it includes an antenna 10H1 and an antenna 10H2 instead of the antenna 10 and a hybrid element 90.
  • Both the antenna 10H1 and the antenna 10H2 are monopole antennas extending in the positive direction of the Z axis.
  • the hybrid element 90 is a 90-degree hybrid element, and distributes signals from the feeding point FP1H to supply signals having different phases of 90 ° to the antenna 10H1 and the antenna 10H2, respectively.
  • the antenna 10 may be excited in the first frequency band (eg 800 MHz band) and the antenna 20 may be excited in the second frequency band (eg 2 GHz band).
  • the signal in the first frequency band is radiated by the antenna 10 with directivity in the Y-axis direction.
  • the signal in the second frequency band is radiated by the antenna 20 with directivity in the X-axis direction. Therefore, the antenna device 1H functions as a direct beam antenna in which the directivity of different frequency bands constituting the multi-band is orthogonal. Further, by using a pair of antennas, the antenna device 1H can be made smaller than the configuration having two elements of the parasitic element 11 and the parasitic element 12.
  • FIG. 33 is a plan view showing a schematic configuration of an antenna device according to such a modification.
  • the antenna device 1J shown in FIG. 33 includes an antenna 10J1 and an antenna 10J2 instead of the antenna 10H1 and the antenna 10H2, and a switch 101J1 and a switch 101J2.
  • the difference is that the hybrid element 90 is not provided.
  • the switch 101J1 is a SPDT switch connected between the antenna 10J1, the main plate 33, and the switch 101J3.
  • the switch 101J1 switches between a state in which the antenna 10J1 is connected to the main plate 33 and a state in which the antenna 10J1 is connected to the switch 101J3.
  • the switch 101J1 is switched by the switching control block 500 (FIG. 6).
  • the switch 101J2 is a SPDT switch connected between the antenna 10J2, the main plate 33, and the switch 101J3.
  • the switch 101J2 switches between a state in which the antenna 10J2 is connected to the main plate 33 and a state in which the antenna 10J2 is connected to the switch 101J3.
  • the switch 101J2 is switched by the switching control block 500 (FIG. 6).
  • the switch 101J3 is a SPDT switch connected between the switch 101J2, the switch 101J2, and the signal source 40 (see FIG. 4A and the like).
  • the switch 101J3 switches between a state in which the switch 101J1 is connected to the signal source 40 (excited state) and a state in which the switch 101J2 is connected to the signal source 40 (excited state).
  • the use of the antenna 10J1 and the antenna 10J2 can be switched between the antenna and the parasitic element.
  • the antenna device 1J can be made smaller than the configuration having two elements, the parasitic element 11 and the parasitic element 12.
  • the antenna device 1G according to the second embodiment can be modified in the same manner as the antenna device 1 according to the first embodiment.
  • the parasitic element 21 and the parasitic element 22 for the antenna 20 as described above with reference to FIG. 2 may be provided for the antenna 20G of the antenna device 1G.
  • These parasitic elements may be provided so as to extend along the extending direction (Y-axis direction) of the antenna 20G.
  • the modification described above with reference to FIGS. 11 to 17 may be applied to the substrate 2G.
  • FIG. 34 is a plan view showing an example of a schematic configuration of an antenna device according to such a modified example.
  • the antenna device 1K shown in FIG. 34 includes an antenna 20K, a parasitic element 21K, a parasitic element 22K, an antenna 23K, a parasitic element 24K, and a parasitic element 25K as slot lines formed by the main plate 34.
  • the antenna 20K is a slot antenna extending in the Z-axis direction, and is excited via the feeding point FP2.
  • the parasitic element 21K and the parasitic element 22K are provided on both sides of the antenna 20K.
  • the antenna 23K is a slot antenna extending in the Y-axis direction, and is excited via the feeding point FP3K.
  • the parasitic element 24K and the parasitic element 25K are provided on both sides of the antenna 23K.
  • the feeding point FP2K is arranged at an arbitrary position along the antenna 20K, and the feeding point FP3K is arranged at an arbitrary position along the antenna 23K. However, it is desirable to avoid the inside of the parasitic slot.
  • the antenna device 1K includes switches 251 to 262 as switches for switching the lengths of the antenna 20K, the parasitic element 21K, the parasitic element 22K, the antenna 23K, the parasitic element 24K, and the parasitic element 25K.
  • switches 251 to 262 are provided so as to surround the intersection of the slot lines.
  • the arrangement of the switches is not limited to the example of FIG. 34.
  • the antenna device 1K also has various States as described below by the switching control block 500 (FIG. 6).
  • FIG. 35 is a diagram showing an example of State. “V” indicates vertically polarized waves, and “H” indicates horizontally polarized waves. As shown in FIG. 35, the States 300 to 308 in which the polarization and the directivity are switched can be obtained. Not limited to the example shown in FIG. 35, various states can be obtained by individually switching each feeding point and switch.
  • the components of the antenna device 1 such as the antenna, the parasitic element, the main plate, and the switch group are provided on the surface of the substrate 2 has been described.
  • a part or all of the components of the antenna device 1 may be provided on the back surface of the substrate 2.
  • the frequency band of the antenna device according to the embodiment is not limited to the 800 MHz and 2 GHz bands. Examples of other frequency bands are the 2.4 GHz band, the 5 GHz band, and even the millimeter wave band, which is a higher frequency band.
  • the antenna device according to the embodiment may be applied to radio waves in any frequency band including these.
  • Antenna devices may be applied to any wireless system that utilizes those frequency bands. Examples of wireless systems are LTE (Long Term Evolution), UWB (Ultra Wide Band), WiFi (registered trademark), and the like.
  • Antenna devices can be applied to any application that utilizes those frequency bands or wireless systems. Examples of applications are telephone calls, data communications, distance measurement, positioning, motion sensing, and the like.
  • each switch or the like is set based on indexes such as reception level information (RSSI), transmission level information, reception QoS information (SIR, BER), and transmission QoS information.
  • RSSI reception level information
  • SIR reception QoS information
  • BER reception QoS information
  • transmission QoS information transmission QoS information
  • the transmission level information may include transmission power and the like.
  • the received QoS information may include an indicator included in the packet and the like. The same applies to the transmitted QoS information.
  • Many wireless transmission / reception signals include an indicator indicating the quality of the signal in the packet.
  • An example of an indicator is a numerical value determined according to the level of quality. Examples of numerical values are numerical value 1 indicating that the quality is good (Good Quality), numerical value 2 indicating that the quality is low (Low Quality), and unreliable (for any) that the reliability is low due to some reason such as loss of a signal. Reason like Signal Lost, etc)), and a numerical value 4 indicating that the quality is unknown (Unknown quality).
  • the information regarding the frequency characteristics includes the information regarding the frequency characteristics of the received signal and the frequency characteristics of the transmitted signal.
  • Examples of information regarding the frequency characteristics of the received signal are the frequency characteristics of the phase or amplitude of the received signal and the information based on the frequency characteristics (gradient value, moving average value, etc.).
  • Examples of information regarding the frequency characteristics of the transmission signal are the frequency characteristics of the phase or amplitude of the transmission signal and information based on the frequency characteristics (gradient value, moving average value, etc.).
  • the phase or amplitude may be a relative value relative to the phase or amplitude at a certain frequency. Such an index will be described with reference to FIGS. 36A to 36C.
  • FIGS. 36A to 36C are diagrams schematically showing an example of information regarding frequency characteristics.
  • FIGS. 36A and 36B show examples of phase or amplitude frequency characteristics at different States.
  • the horizontal axis of the graph indicates frequency, and the vertical axis indicates phase or amplitude.
  • the frequency range is the transmission / reception frequency band of the antenna (for example, 2.4 GHz to 2.48 GHz, etc.).
  • the phase or amplitude changes to decrease at a substantially constant rate as the frequency increases.
  • FIG. 36B as the frequency increases, the phase or amplitude changes repeatedly and irregularly.
  • the frequency characteristics of the phase or amplitude of the transmission signal or the reception signal can also be used as an index.
  • control may be performed such as selecting a State whose frequency characteristics satisfy a predetermined condition, selecting a State having the optimum frequency characteristics, and selecting a State having the minimum variation in the frequency characteristics.
  • FIG. 36C shows an example of the slope value of the frequency characteristic of the phase or amplitude in each of the different States.
  • Graph line A shows the slope value of the frequency characteristic shown in FIG. 36A described above.
  • Graph line B shows the slope of the frequency characteristic shown in FIG. 36C described above. Since the slope of the phase or amplitude frequency characteristic differs depending on the State, the slope of the phase or amplitude frequency characteristic can also be used as an index. For example, a State in which the fluctuation of the slope value of the frequency characteristic satisfies a predetermined condition (for example, -30 dB / Hz or less as an initial value) is selected, or a state in which the fluctuation of the slope value of the frequency characteristic is minimized is selected. Control may be performed.
  • a predetermined condition for example, -30 dB / Hz or less as an initial value
  • the information regarding the time-axis waveform includes information regarding the time-axis waveform of the received signal and information regarding the time-axis waveform of the transmitted signal.
  • Examples of information regarding the time-axis waveform of the received signal are the time-axis waveform of the received signal and information based on the time-axis waveform (width of initial peak, amplitude of initial peak, detection time of initial peak, etc.).
  • Examples of information regarding the time-axis waveform of the transmission signal are the time-axis waveform of the transmission signal and information based on the time-axis waveform (width of initial peak, amplitude of initial peak, detection time of initial peak, etc.).
  • the information on the time axis waveform is useful, for example, when the antenna device 1 is used as a distance measuring and positioning device or the like. Information on the time axis waveform will be described with reference to FIG. 37.
  • FIG. 37 is a diagram schematically showing an example of information regarding the time axis waveform.
  • the horizontal axis of the graph shows time, and the vertical axis shows the amplitude value (detection value).
  • the amplitude value is standardized by the value of the first wave peak.
  • the time from the detection of the signal to the peak of the first wave is referred to as time T1 and is shown in the figure.
  • the first wave peak is referred to as a width W1 and is shown in the figure.
  • Time T1 starts when the amplitude value of the detection signal first exceeds a predetermined level (about 0.05 in this example). In this example, the detection amplitude reaches 0.5 when half of the time T1 elapses from the start of detection.
  • the time axis waveform as shown in FIG. 37 may also differ depending on the State. Therefore, the time axis waveform can also be used as an index. For example, control may be performed such that a State whose time axis waveform (time T1, width W1, etc.) satisfies a predetermined condition is selected.
  • the initial value of the predetermined condition may be set to, for example, 15 ns or less, 10 ns or less, and a State satisfying this may be selected.
  • Control may be performed such as selecting the State having the optimum time axis waveform (time T1, width W1, etc.). For example, the State with the shortest time T1 may be selected. Alternatively, the State having the narrowest width W1 may be selected.
  • Confirmation of the index in the above-mentioned distance measurement positioning can be performed in each State.
  • post-processing such as adopting an average, adopting a better value, and deciding with reference to other indexes may be performed.
  • FIG. 38 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an antenna device and an electronic device on which the antenna device is mounted. In the following, the differences from FIG. 6 will be particularly described.
  • the modulation / demodulation signal processing block 600A includes a detection unit 601 and a ranging positioning unit 602.
  • the detection unit 601 acquires the indexes by detecting the above-mentioned information on the frequency characteristics and the information on the time axis waveform.
  • the detection unit 601 includes, for example, a detector and an error counter.
  • the acquired index is sent from the modulation / demodulation signal processing block 600A to the switching control block 500A.
  • the switching control block 500A generates a switching signal for controlling each switch based on the index sent from the modulation / demodulation signal processing block 600. As described above, the antenna device 1 is switched to the State in which the desired directivity can be obtained.
  • the ranging positioning unit 602 performs ranging and / or positioning (hereinafter, may be referred to as "distance measuring positioning"). Distance measurement and positioning are performed, for example, by using at least one of the antenna 10 and the antenna 20 (FIG. 1) as the distance measurement positioning antenna. Since the principle of ranging positioning is known, detailed description will not be given. Each of the antenna 10 and the antenna 20 may be used as separate antennas for distance measurement and positioning, in which case two distance measurement positioning results, that is, the distance measurement positioning result by the antenna 10 and the distance measurement positioning result by the antenna 20 can be obtained. ..
  • the confirmation result may be the comparison result of the indexes of each of the two antennas (for example, the difference between the indexes). Priorities may be given to the indexes, and in that case, comparisons may be made in order from the index having the highest priority, and the confirmation process may be completed when a difference of a certain value or more is confirmed.
  • the distance measurement distance by the antenna having the better numerical value (quality) of the indicator may be used.
  • the numerical values of the indicators are the same (there is no difference)
  • the index confirmation in order of priority as described above is not performed, and when the difference between the distance measurement results by the two antennas is less than a predetermined value (for example, the distance corresponding to 1.5 ns), the average value of the two distance measurement distances is calculated. You may use it. Accuracy is expected to improve by averaging. If it is larger than a predetermined value, the distance measurement distance to be used may be selected based on the reliability information calculated from the indicator or other index.
  • a predetermined value for example, the distance corresponding to 1.5 ns
  • Confirmation of the index in the above-mentioned distance measurement positioning can be performed in each State.
  • post-processing such as adopting an average, adopting a better value, and deciding with reference to other indexes may be performed.
  • switching control processes may be performed in addition to the switching control process (control method of the antenna device) described above with reference to FIG. Some examples will be described with reference to FIGS. 39 and 40.
  • the predetermined condition may be relaxed. This will be described with reference to FIG. 39.
  • FIG. 39 is a flowchart showing an example of switching control processing (control method of the antenna device). This process is repeatedly executed by the switching control block 500A, for example, while transmission / reception (use of the electronic device 5) by the antenna device 1 is being performed.
  • step S11 the type of index is set under predetermined conditions. For example, the time T1 until the first wave peak of 10 ns or less as described above is set as a predetermined condition and a type of index. Predetermined conditions are also set for other indicators.
  • step S12 it is determined whether or not the condition is satisfied. Specifically, it is determined whether or not the acquired index satisfies the predetermined condition set in the previous step S11. If the condition is satisfied (step S12: Yes), the flow chart processing ends. If not (step S12: No), the process proceeds to step S13.
  • step S13 it is determined whether or not all States have been confirmed. Specifically, when all the states have become symmetric in the process of step S12 so far, it is determined that all the states have been confirmed. When all States are confirmed (step S13: Yes), the process proceeds to step S14. If not (step S13: No), the process proceeds to step S15.
  • step S14 the switch is switched and the process is returned to step S12.
  • the switching of the switch here is switching to the State, which has not been symmetrical in the processing of step S12 so far.
  • step S15 it is determined whether or not all the indicators have been confirmed. Specifically, when all the indexes have been symmetrical in the process of step S12 so far, it is determined that all the indexes have been confirmed. When all the indexes are confirmed (step S15: Yes), the process proceeds to step S16. If not (step S15: No), the process is returned to step S11. In step S11, the type of the index that is not symmetrical in the processing of step S12 is set.
  • step S16 the predetermined condition is relaxed and the process is returned to step S11.
  • the above-mentioned 10 nm or less is relaxed to 15 nm or less.
  • Predetermined conditions are relaxed for other indicators as well.
  • the antenna device 1 can be reliably switched to the State in which the desired directivity or a (second best) directivity close to the desired directivity can be obtained.
  • FIG. 40 is a flowchart showing an example of switching control processing (control method of the antenna device).
  • step S21 the type of index is set. For example, the time T1 until the first wave peak is set.
  • step S22 the characteristic value is stored. Specifically, the index set in step S21 is acquired, and the acquisition result is stored in a storage unit (not shown) accessible to the switching control block 500. In the case of the distance measuring positioning device, the distance measuring positioning result by each antenna may be stored.
  • step S23 it is determined whether or not all States have been confirmed. Specifically, when all the States have become symmetric in the process of step S22 so far, it is determined that all the States have been confirmed. When all States are confirmed (step S23: Yes), the process proceeds to step S25. If not (step S23: No), the process proceeds to step S24.
  • step S24 the switch is switched and the process is returned to step S22.
  • the switching of the switch here is switching to the State, which has not been symmetrical in the processing of step S22 so far.
  • step S25 it is determined whether or not all the indicators have been confirmed. Specifically, when all the indexes have been symmetrical in the process of step S22 so far, it is determined that all the indexes have been confirmed. When all the indexes are confirmed (step S25: Yes), the process proceeds to step S26. If not (step S25: No), the process is returned to step S21.
  • step S26 the State having the optimum characteristic value is selected. Specifically, the antenna device 1 is switched to the State corresponding to the optimum characteristic value among the characteristic values stored in the previous step S22.
  • the antenna device 1 can be switched to the optimum State based on the confirmation results of all the States and indicators.
  • the distance measuring positioning device in the State switched in this way, as described above, two distance measuring positioning results may be adopted according to the confirmation result of each index.
  • the antenna device 1 includes an antenna 10, an antenna 20, a parasitic element 11, a parasitic element 12, a parasitic element 21, a parasitic element 22, a main plate 30, and a switch group. To be equipped with.
  • the antenna 10 radiates the first polarized wave.
  • the antenna 20 radiates a second polarized wave.
  • the switch group includes a parasitic element 11, a parasitic element 12, a parasitic element 21, a switch 111 connected to the parasitic element 22, a switch 121, a switch 211, a switch 212, a switch 221 and a switch 222, and a switch 301 connected to the main plate 30.
  • 308 hereinafter, may be simply referred to as "switch 111 or the like").
  • the directivity of the antenna 20 that radiates the second polarized light can be changed.
  • the parasitic element 11 and the parasitic element 12 may face the antenna 10.
  • the directivity of the antenna 10 can be controlled by such a parasitic element 11 and a parasitic element 12.
  • the antenna 10 may be a monopole antenna formed of a conductive member.
  • the parasitic element 11 and the parasitic element 12 may be formed of a conductive member.
  • the switch 111 and the switch 121 may be connected between the parasitic element 11 and the parasitic element 12 and the main plate 30. Thereby, the directivity of the monopole antenna can be controlled according to the connection state between the parasitic element 11 and the parasitic element 12 and the main plate 30.
  • the parasitic element 11 and the parasitic element 12 may be a pair of parasitic elements each located on both sides of the antenna 10. For example, by arranging the antenna 10, the parasitic element 11, and the parasitic element 12 side by side in one direction (Y-axis direction) in this way, the directivity of the antenna 10 can be controlled.
  • the antenna device 1C may further include a feeding point FP1C0 provided on the antenna 10C, and feeding points FP1C1 and feeding points FP1C2 provided on the parasitic element 11C and the parasitic element 12C. ..
  • the antenna 10C can be used as a parasitic element instead of exciting the antenna 10C via the feeding point FP1C0.
  • the switch 111 and / or the switch 121 can be set to OPEN, the parasitic element 11C and / or the parasitic element 12C can be excited via the feeding point FP1C1 and / or the feeding point FP1C2, and they can be used as an antenna.
  • the antenna device 1E may include a variable reactance element 111E and a variable reactance element 121E connected between the parasitic element 11 and the main plate 30. Different directivity can also be obtained by switching the connection state between the parasitic element 11 and the main plate 30 by changing the reactance values of the variable reactance element 111E and the variable reactance element 121E.
  • the antenna 10D may have a bent portion (or curved portion). Different directivity can be obtained depending on the bent shape (or curved shape) of the antenna 10D. Moreover, the antenna device 1D can be made compact.
  • the antenna 10H1 and the antenna 10H2 may be a pair of antennas.
  • the antenna device 1H may further include a hybrid element 90 provided between the antenna 10H1 and the antenna 10H2. By using a pair of antennas, the antenna device 1H can be miniaturized.
  • the parasitic element 21 and the parasitic element 22 may face the antenna 20.
  • the directivity of the antenna 20 can be controlled by such a parasitic element 21 and a parasitic element 22.
  • the antenna 20 may be a slot antenna formed by the main plate 30.
  • the parasitic element 21 and the parasitic element 22 may be slot lines formed by the main plate 30.
  • the switch 211, the switch 212, the switch 221 and the switch 222 may be connected between the main plates 30 on both sides of the parasitic element 21 and the parasitic element 22.
  • the switch group may include a switch 213F and a switch 223F connected between the main plates 30 on both sides of the parasitic element 21F and the parasitic element 22F.
  • the parasitic element 21 and the parasitic element 22 may be a pair of parasitic elements each located on both sides of the antenna 20.
  • the antenna 20 by arranging the antenna 20, the parasitic element 21, and the parasitic element 22 side by side in one direction (Y-axis direction) in this way, the directivity of the antenna 20 can be controlled.
  • the antenna device 1C may further include a feeding point FP2C0 provided on the antenna 20C, and a feeding point FP2C1 and a feeding point FP2C2 provided on the parasitic element 21C and the parasitic element 22C.
  • the switch group may include a switch 201C connected in parallel to the feeding point FP2C0, a switch 212C connected in parallel to the feeding point FP2C1, and a switch 222C connected in parallel to the feeding point FP2C2. ..
  • the antenna 20C can be used as a parasitic element instead of exciting the antenna 20C via the feeding point FP2C0.
  • the parasitic element 21C and / or the parasitic element 22C can be excited via the feeding point FP2C1 and / or the feeding point FP2C2, and they can be used as an antenna.
  • the main plate 30 may include the divided main plate 31 and the divided main plate 32.
  • the switch 301 to the switch 308 may be connected between the divided base plate 31 and the divided base plate 32.
  • the divided base plate 32 may include a plurality of divided base plates of the first portion 321 to the fifth portion 325.
  • the switch group may include switches 309 to 316 connected between the first portion 321 to the fifth portion 325.
  • the antenna 20 may include an antenna 20K extending in the same direction as the antenna 10.
  • the antenna 20G may include an antenna 23K extending in a direction intersecting (eg, orthogonal) the extending direction of the antenna 10.
  • the antenna device 1 may further include a switching control block 500.
  • the changeover control block 500 may change each switch in the switch group based on an index related to transmission / reception. As a result, the directivity can be controlled according to the index related to transmission / reception.
  • the indicators include reception level information, transmission level information, reception QoS information and transmission QoS information, reception signal phase, information on amplitude frequency characteristics, transmission signal phase, and amplitude. It may include at least one of information about the frequency characteristic of the signal, information about the time axis waveform of the received signal, and information about the time axis waveform of the transmitted signal. For example, the directivity can be controlled according to such an index.
  • the antenna device 1 may further include a ranging positioning unit 602.
  • the ranging positioning unit 602 may perform ranging or positioning using at least one of the antenna 10 and the antenna 20. As a result, the antenna device 1 can be used as a positioning distance measuring device.
  • the ranging positioning unit 602 may perform ranging or positioning based on the index for the antenna 10, the index for the antenna 20, the ranging positioning result by the antenna 10, and the ranging positioning result by the antenna 20. As a result, appropriate distance measurement or positioning can be performed based on the index of each antenna and the distance measurement positioning result.
  • the antenna 10, the antenna 20, the parasitic element 11, the parasitic element 12, the parasitic element 21, the parasitic element 22, and the main plate 30 may be provided on the substrate 2. Thereby, a compact antenna device 1 having a planar shape can be obtained.
  • the electronic device 5 shown in FIG. 6 or the like is also an embodiment of the present disclosure. Since the electronic device 5 is equipped with the antenna device 1, as described above, it is possible to control the radiation pattern with a high degree of freedom.
  • control method shown in FIG. 11 and the like is also an embodiment of the present disclosure.
  • This control method is a control method of the antenna device 1, and acquires an index relating to transmission / reception of at least one of the antenna 10 and the antenna 20 (step S1), and based on the index acquired in the acquisition step, a switch group. (Step S2 and step S3), which includes switching each switch of.
  • the directivity can be controlled according to the index related to transmission / reception.
  • the present technology can also have the following configurations.
  • (1) The first antenna that radiates the first polarized wave, A second antenna that radiates the second polarized wave, Parasitic elements and With the main plate A group of switches including a switch connected to the parasitic element and a switch connected to the main plate, An antenna device.
  • (3) The first antenna is a monopole antenna formed of a conductive member.
  • the first parasitic element is formed of a conductive member and is formed of a conductive member.
  • the switch group includes a switch connected between the first parasitic element and the main plate.
  • the first parasitic element comprises a pair of first parasitic elements, each located on either side of the first antenna.
  • the switch group includes a switch connected in parallel to the first feeding point and a switch connected in parallel to the first additional feeding point.
  • the switch group includes a variable reactance element connected between the first parasitic element and the main plate.
  • the first antenna has at least one of a bent portion and a curved portion.
  • the first antenna is a pair of antennas.
  • a 90 ° hybrid element provided between the first antenna, which is the pair of antennas, is further provided.
  • the parasitic element includes a second parasitic element facing the second antenna.
  • the second antenna is a slot antenna formed by the main plate.
  • the second parasitic element is a slot line formed by the main plate.
  • the switch group includes switches connected between the main plates on both sides of the second parasitic element.
  • (11) The second parasitic element comprises a pair of second parasitic elements, each located on either side of the second antenna.
  • the switch group includes a switch connected in parallel to the second feeding point and a switch connected in parallel to the second additional feeding point.
  • the main plate includes a plurality of divided main plates.
  • the switch group includes switches connected between the plurality of divided main plates.
  • the second antenna includes an antenna extending in the same direction as the first antenna.
  • the second antenna includes an antenna extending in a direction intersecting the extending direction of the first antenna.
  • a switching unit for switching each switch of the switch group is further provided.
  • the switching unit switches each switch of the switch group based on an index related to transmission / reception.
  • the antenna device according to any one of (1) to (15).
  • the indicators include reception level information, transmission level information, reception QoS (Quality of Service) information, transmission QoS information, reception signal phase, amplitude frequency characteristic information, transmission signal phase, amplitude frequency characteristic information, and reception. Includes at least one piece of information about the time axis waveform of the signal and information about the time axis waveform of the transmitted signal.
  • a distance measuring positioning unit that performs distance measuring or positioning using at least one of the first antenna and the second antenna is further provided.
  • the antenna device according to (1) to (17).
  • the ranging positioning unit is based on the index for the first antenna, the index for the second antenna, the ranging positioning result by the first antenna, and the ranging positioning result by the second antenna.
  • the first antenna, the second antenna, the parasitic element, and the main plate are provided on a substrate.
  • An electronic device equipped with an antenna device The antenna device is The first antenna that radiates the first polarized wave, A second antenna that radiates the second polarized wave, Parasitic elements and With the main plate A group of switches including at least a switch connected to the parasitic element and a switch connected to the main plate, To prepare Electronics.
  • the antenna device is The first antenna that radiates the first polarized wave, A second antenna that radiates the second polarized wave, Parasitic elements and With the main plate A group of switches including at least a switch connected to the parasitic element and a switch connected to the main plate, With The control method is Obtaining an index regarding transmission / reception of at least one of the first antenna and the second antenna, Each switch of the switch group is switched based on the index acquired in the acquisition step. Including that How to control the antenna device.

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

アンテナ装置は、第１の偏波を放射する第１のアンテナ（１０）と、第２の偏波を放射する第２のアンテナ（２０）と、寄生素子（１１、１２、２１、２２）と、地板（３０）と、寄生素子に接続されたスイッチ（１１１、１２１、２１１、２１２、２２１、２２２）及び地板に接続されたスイッチ（３０１～３０８）を含むスイッチ群と、を備える。

Description

アンテナ装置
　本開示は、アンテナ装置に関する。
　アンテナの指向性及び偏波（放射パターン）を切替えるためのさまざまな手法が提案されている（例えば特許文献１～３を参照）。
国際公開第２０１１／０８０９０３号 特開２０１２－１２０１５０号公報 特開２０１０－１９９８５９号公報
　アンテナの放射パターン制御の自由度を高めるという点においては、依然として改善の余地が残る。
　本開示は、自由度の高い放射パターン制御が可能なアンテナ装置、電子機器及びアンテナ装置の制御方法を提供することを目的とする。
　本開示の一側面に係るアンテナ装置は、第１の偏波を放射する第１のアンテナと、第２の偏波を放射する第２のアンテナと、寄生素子と、地板と、寄生素子に接続されたスイッチ及び地板に接続されたスイッチを含むスイッチ群と、を備える。
第１実施形態に係るアンテナ装置の概略構成の例を示す斜視図である。 アンテナ装置の概略構成の例を示す平面図である。 ＳＰＳＴの概略構成の例を示す図である。 給電方式の例を示す図である。 給電方式の例を示す図である。 給電方式の例を示す図である。 ＳＰＤＴの概略構成の例を示す図である。 アンテナ装置、及び、アンテナ装置が搭載された電子機器の概略構成の例を示す図である。 Ｓｔａｔｅの例を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 切替制御処理の例を示すフローチャートである。 変形例に係るアンテナ装置の概略構成の例を示す平面図である。 変形例に係るアンテナ装置の概略構成の例を示す平面図である。 変形例に係るアンテナ装置の概略構成の例を示す平面図である。 変形例に係るアンテナ装置の概略構成の例を示す平面図である。 変形例に係るアンテナ装置の概略構成の例を示す平面図である。 変形例に係るアンテナ装置の概略構成の例を示す平面図である。 第２実施形態に係るアンテナ装置の概略構成の例を示す平面図である。 Ｓｔａｔｅの例を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 シミュレーション結果を示す図である。 試作機を示す図である。 実験結果を示す図である。 実験結果を示す図である。 実験結果を示す図である。 実験結果を示す図である。 変形例に係るアンテナ装置の概略構成の例を示す平面図である。 変形例に係るアンテナ装置の概略構成の例を示す平面図である。 変形例に係るアンテナ装置の概略構成の例を示す平面図である。 Ｓｔａｔｅの例を示す図である。 周波数特性に関する情報の例を模式的に示す図である。 周波数特性に関する情報の例を模式的に示す図である。 周波数特性に関する情報の例を模式的に示す図である。 時間軸波形に関する情報の例を模式的に示す図である。 アンテナ装置、及び、アンテナ装置が搭載された電子機器の概略構成の例を示す図である。 切替制御処理の例を示すフローチャートである。 切替制御処理の例を示すフローチャートである。
　以下に、本開示の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。
　以下に示す項目順序に従って本開示を説明する。
　　１．　第１実施形態
　　　１．１　アンテナ装置の概略構成の例
　　　１．２　給電方式の例
　　　１．３　制御システムの概略構成の例
　　　１．４　Ｓｔａｔｅの例
　　　１．５　シミュレーション結果
　　　１．６　変形例
　　２．　第２実施形態
　　　２．１　アンテナ装置の概略構成の例
　　　２．２　Ｓｔａｔｅの例
　　　２．３　シミュレーション結果
　　　２．４　実験結果
　　　２．５　変形例
　　３．制御システムのさらなる例
　　４．　効果
１．　第１実施形態
１．１　アンテナ装置の概略構成の例
　図１は、実施形態に係るアンテナ装置の概略構成の例を示す斜視図である。図１に示されるアンテナ装置１は、基板２と、アンテナ１０と、寄生素子１１と、寄生素子１２と、アンテナ２０と、寄生素子２１と、寄生素子２２と、地板３０とを含む。図において、地板３０はハッチングで示される。また、図において、ＸＹＺ座標が示される。Ｚ軸方向が垂直方向に対応し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向が水平方向に対応する。
　基板２は、平面状の基板である。基板２は、Ｘ軸方向に厚さを有し、Ｙ軸方向及びＺ方向に延在する表面（Ｘ軸負方向側の面）及び裏面（Ｘ軸正方向側の面）を有する。以下、とくに説明がある場合を除き、基板２上とは、基板２の表面上を意味する。基板２は、例えば絶縁性を有する誘電体基板である。
　アンテナ１０は、第１の偏波を放射するように基板２上に設けられた第１のアンテナである。第１の偏波は、垂直偏波及び水平偏波のいずれかの偏波である。垂直偏波は、垂直方向の電界成分が支配的な電磁波である。水平偏波は、水平方向の電界成分が支配的な電磁波である。図１に例示されるアンテナ１０は、基端部（分割地板３１側の部分）から先端部に向けてＺ軸正方向に延在するように基板２上に設けられた直線形状の（棒状の）導電性部材（例えば金属パターン）である。アンテナ１０は、垂直偏波を放射する棒状のモノポールアンテナであってよい。アンテナ１０の送受信帯域中の特定の周波数（例えば中心周波数）の波長を波長λ１とした場合、アンテナ１０の長さ（Ｚ軸方向の長さ）は、例えば０．２５λ１に設定される。
　寄生素子１１及び寄生素子１２は、アンテナ１０の指向性に影響を与えるように設けられた一対の寄生素子である。この例では、寄生素子１１及び寄生素子１２は、基端部（分割地板３１側の部分）から先端部に向けてＺ軸正方向に延在するように基板２上に設けられた棒状の導電性部材である。Ｙ軸方向において、寄生素子１１及び寄生素子１２は、各々がアンテナ１０に対向するように、アンテナ１０の両側に設けられる。寄生素子１１及び寄生素子１２は、例えばアンテナ１０から０．２５λ１の間隔をあけて配置される。
　アンテナ２０は、第２の偏波を放射するように基板２上に設けられた第２のアンテナである。第２の偏波は、アンテナ１０によって放射される第１の偏波と同じ方向の偏波であってもよいし、第１の偏波と異なる方向の偏波であってもよい。図１に例示されるアンテナ２０は、基端部（分割地板３１側と分割地板３２と境界付近の部分）から先端部に向けてＺ軸負方向に延在するように基板２上に設けられた棒状のスロット線路である。アンテナ２０は、水平偏波を放射するスロットアンテナである。アンテナ２０は、Ｚ軸方向において、分割地板３１を挟んでアンテナ１０と反対側に位置するように設けられる。アンテナ２０の送受信帯域中の特定の周波数（例えば中心周波数）の波長を波長λ２とした場合、アンテナ２０の長さ（Ｚ軸方向の長さ）は、例えば０．５λ２に設定される。
　寄生素子２１及び寄生素子２２は、アンテナ２０の指向性に影響を与えるように設けられた一対の寄生素子である。この例では、寄生素子１１及び寄生素子２２は、基端部（分割地板３１側の部分）から先端部に向けてＺ軸負方向に延在するように基板２上に設けられた棒状のスロット線路である。Ｙ軸方向において、寄生素子２１及び寄生素子２２は、各々がアンテナ２０に対向するように、アンテナ２０の両側に設けられる。寄生素子２１及び寄生素子２２は、例えばアンテナ２０から０．２５λ２の間隔をあけて配置される。
　地板３０は、アンテナ１０及びアンテナ２０の指向性に影響を与える地板である。この例では、地板３０は、分割地板３１及び分割地板３２を含む。
　分割地板３１は、アンテナ１０及び／又はアンテナ２０の指向性に影響を与えるように基板２上に設けられた導電性部材である。この例では、分割地板３１は、アンテナ２０、寄生素子２１及び寄生素子２２が設けられる部分を除いて、略矩形形状を有する。分割地板３１は、Ｚ軸方向において、アンテナ１０、寄生素子１１及び寄生素子１２と対向するように設けられる。図２に示される例では、分割地板３１は、アンテナ２０、寄生素子２１及び２２の一部（後述の分割地板３２によって形成される部分以外の部分）を形成できる長さ（Ｚ軸方向の長さ）を有する。
　分割地板３２は、アンテナ１０及び／又はアンテナ２０の指向性に影響を与えるように基板２上に設けられた導電性部材である。この例では、分割地板３２は、アンテナ２０、寄生素子２１及び寄生素子２２が設けられる部分を除いて、略矩形形状を有する。分割地板３２は、Ｚ軸方向において分割地板３１を挟んでアンテナ１０、寄生素子１１及び寄生素子１２とは反対側に位置するように、分割地板３１と対向して設けられる。分割地板３２は、分割地板３１と同じ幅（Ｙ軸方向の長さ）を有してよい。また、分割地板３２は、アンテナ２０、寄生素子２１及び寄生素子２２を形成できる長さ（Ｚ軸方向の長さ）を有する。
　さらに、アンテナ装置１には、複数のスイッチからなるスイッチ群が設けられる。これについて次に図２を参照して説明する。
　図２は、アンテナ装置１の概略構成を示す平面図である。図２には、先に図１を参照して説明したアンテナ装置１の各構成要素の他に、給電点ＦＰ１、給電点ＦＰ２及びスイッチ群が示される。この例では、スイッチ群は、スイッチ１１１、スイッチ１２１、スイッチ２１１、スイッチ２１２、スイッチ２２１、スイッチ２２２及びスイッチ３０１～スイッチ３０８を含む。
　給電点ＦＰ１は、アンテナ１０の基板部及び分割地板３１に設けられる。給電点ＦＰ２は、アンテナ２０の基端部に設けられる。あるいは、アンテナ２０のＺ軸に沿った任意の箇所に設けられる。
　スイッチ１１１は、寄生素子１１に接続される。この例では、スイッチ１１１は、寄生素子１１の基端部と分割地板３１との間に接続される。スイッチ１１１がＳＨＯＲＴ（ＯＮ：短絡）のとき、寄生素子１１は、分割地板３１と接続される。スイッチ１１１がＯＰＥＮ（ＯＦＦ：開放）のとき、寄生素子１１は、分割地板３１から分離される。
　スイッチ１２１は、寄生素子１２に接続される。この例では、スイッチ１２１は、寄生素子１２の基端部と分割地板３１との間に接続される。スイッチ１２１がＳＨＯＲＴのとき、寄生素子１２は、分割地板３１に接続される。スイッチ１２１がＯＰＥＮのとき、寄生素子１２は、分割地板３１から分離される。
　スイッチ２１１及びスイッチ２１２は、寄生素子２１に接続される。この例では、スイッチ２１１は、寄生素子２１の基端部において、両側の分割地板３２どうしの間に接続される。スイッチ２１１がＳＨＯＲＴのとき、寄生素子２１は、基端部からスイッチ２１１までの長さを有するスロット線路になる。スイッチ２１２は、寄生素子２１の基端部と先端部との間の部分において、両側の分割地板３２どうしの間に接続される。スイッチ２１１がＯＰＥＮでスイッチ２１２がＳＨＯＲＴのとき、寄生素子２１は、基端部からスイッチ２１２までの長さを有するスロット線路になる。換言すれば、スイッチ２１２から先端部までのスロット線路は無効化される。
　スイッチ２２１及びスイッチ２２２は、寄生素子２２に接続される。この例では、スイッチ２２１は、寄生素子２２の基端部において、両側の分割地板３２どうしの間に接続される。スイッチ２２１がＳＨＯＲＴのとき、寄生素子２１は、基端部からスイッチ２２１までの長さを有するスロット線路になる。スイッチ２２２は、寄生素子２２の基端部と先端部との間の部分において、両側の分割地板３２どうしの間に接続される。スイッチ２２１がＯＰＥＮでスイッチ２２２がＳＨＯＲＴのとき、寄生素子２２は、基端部からスイッチ２２２までの長さを有するスロット線路になる。換言すれば、スイッチ２２２から先端部までのスロット線路は無効化される。
　スイッチ３０１～スイッチ３０８は、地板３０に接続される。この例では、スイッチ３０１～スイッチ３０８は、Ｙ軸方向において順に、分割地板３１と分割地板３２との間に接続される。
　スイッチ３０１は、分割地板３１及び分割地板３２のＹ軸正方向側の端部において、分割地板３１と分割地板３２との間に接続される。スイッチ３０２は、寄生素子２２の基端部におけるＹ軸正方向側の部分において、分割地板３１と分割地板３２との間に接続される。スイッチ３０３は、寄生素子２２の基端部におけるＹ軸負方向側の部分において、分割地板３１と分割地板３２との間に接続される。スイッチ３０４は、アンテナ２０の基端部におけるＹ軸正方向側の部分において、分割地板３１と分割地板３２との間に接続される。スイッチ３０５は、アンテナ２０の基端部におけるＹ軸負方向側の部分において、分割地板３１と分割地板３２との間に接続される。スイッチ３０６は、寄生素子２１の基端部におけるＹ軸正方向側の部分において、分割地板３１と分割地板３２との間に接続される。スイッチ３０７は、寄生素子２１の基端部におけるＹ軸負方向側の部分において、分割地板３１と分割地板３２との間に接続される。スイッチ３０８は、分割地板３１及び分割地板３２のＹ軸負方向側の端部において、分割地板３１と分割地板３２との間に接続される。
　先に説明したように、アンテナ２０の一部は分割地板３１で形成されてよく、この場合、スイッチ３０４及びスイッチ３０５は、アンテナ２０における分割地板３１で形成された部分と分割地板３２で形成された部分とを接続する。寄生素子２１の一部は分割地板３１で形成されてよく、この場合、スイッチ３０６及びスイッチ３０７は、寄生素子２１における分割地板３１で形成された部分と分割地板３２で形成された部分とを接続する。寄生素子２２の一部は分割地板３１で形成されてよく、この場合、スイッチ３０２及びスイッチ３０３は、寄生素子２２における分割地板３１で形成された部分と分割地板３２で形成された部分とを接続する。
　スイッチ１１１、スイッチ１２１、スイッチ２１１、スイッチ２１２、スイッチ２２１、スイッチ２２２及びスイッチ３０１～スイッチ３０８は、例えばＳＰＳＴ（Single　Pole　Single　Through）である。図３は、ＳＰＳＴの概略構成の例を示す図である。図３に例示されるＳＰＳＴは、端子ＲＦ１と端子ＲＦ２との間のＯＰＥＮ・ＳＨＯＲＴが切替わる。切替は、制御信号ＣＴＲＬによって制御される。なお、端子ＲＦ２がグラウンドに接続されるように切替えることもできる。
１．２　給電方式の例
　給電点ＦＰ１及び給電点ＦＰ２を用いた給電方式の例について、図４Ａ～図４Ｃを参照して説明する。
　図４Ａに示される給電方式は、切替ダイバーシチの例である。信号源４０は、送信ＲＦ信号を生成する。信号源４０によって生成された送信ＲＦ信号は、スイッチ５０を介して、給電点ＦＰ１及び給電点ＦＰ２のいずれかに選択的に供給される。これにより、アンテナ１０による放射と、アンテナ２０による放射とが切替えられる。ここで、スイッチ５０として、例えばＳＰＤＴ（Single　Pole　Double　Through）が用いられてよい。図５は、ＳＰＤＴの概略構成の例を示す図である。図５に例示されるＳＰＤＴでは、ＤＲＩＶＥＲが、制御信号ＣＴＲＬに応じて、端子ＲＦＣと端子ＲＦ１との間のＯＰＥＮ・ＳＨＯＲＴ、及び、端子ＲＦＣと端子ＲＦ２との間のＯＰＥＮ・ＳＨＯＲＴを切替える。ＤＲＩＶＥＲは、電源電圧ＶＳＳ及び電源電圧ＶＤＤによって動作する。同様に、受信において切替ダイバーシチとすることもできる。
　図４Ｂに示される給電方式は、合成ダイバーシチの例である。信号源４０によって生成された送信ＲＦ信号は、位相シフタ６１によって位相φ１だけ位相シフトされた後に給電点ＦＰ１に供給されるとともに、位相シフタ６２によって位相φ２だけ位相シフトされた後に給電点ＦＰ２に供給される。例えばアンテナ１０及びアンテナ２０が互いに直行する偏波を放射する場合には、偏波と指向性を複合した放射パターンを形成できる。同様に、受信において合成ダイバーシチとすることもできる。
　図４Ｃに示される給電方式は、ＭＩＭＯ（Multiple　Input　Multiple　Output）の例である。信号源４１及び信号源４２は、それぞれ異なる送信ＲＦ信号を生成する。信号源４１によって生成された送信ＲＦ信号は、給電点ＦＰ１に供給される。信号源４２によって生成された送信ＲＦ信号は、給電点ＦＰ２に供給される。アンテナ１０及びアンテナ２０が互いに直行する偏波を放射する場合には、低相関且つ高Ｓ／ＮのＭＩＭＯが実現される。同様に、受信においてＭＩＭＯとすることもできる。
１．３　制御システムの概略構成の例
　アンテナ装置１は、上述のスイッチ１１１等の切替え等を行う制御システムを構成しうる。図６は、そのような制御システムを構成するアンテナ装置及び電子機器の概略構成の例を示す図である。
　アンテナ装置１は、これまで説明した構成に加えて、ＲＦ信号処理ブロック４００、切替制御ブロック５００及び変復調信号処理ブロック６００を含む。アンテナ装置１は電子機器５に搭載され、電子機器５におけるアンテナ装置１以外の部分が、他のブロック７００として図示される。この例では、給電方式は切替ダイバーシチ（図４Ａ）である。他のブロック７００は、アンテナ装置１の変復調信号処理ブロック６００に送信データを供給し、また、変復調信号処理ブロック６００から受信データを受け取るように構成される。
　送信の基本動作の概要について説明する。変復調信号処理ブロック６００は、送信データに基づいて、変調信号を生成する。ＲＦ信号処理ブロック４００は、変調信号に基づいて、送信ＲＦ信号を生成する。生成された送信ＲＦ信号は、スイッチ５０を介して、アンテナ装置１の給電点ＦＰ１又は給電点ＦＰ２（図２）に供給される。
　受信の基本動作の概要について説明する。受信ＲＦ信号は、アンテナ装置１からスイッチ５０を介してＲＦ信号処理ブロック４００に供給される。ＲＦ信号処理ブロック４００は、受信ＲＦ信号を処理（増幅、フィルタリング、周波数変換等）する。変復調信号処理ブロック６００は、処理された受信ＲＦ信号を復調し、受信データを得る。
　ここで、送受信に関する指標が、切替制御ブロック５００に送られる。指標の例は、受信レベル情報（ＲＳＳＩ：Received　Signal　Strength　Indicator）、送信レベル情報、受信ＱｏＳ（Quality　of　Service）情報（ＳＩＲ：signal-to-interference　ratio、ＢＥＲ：Bit　Error　Rate）及び送信ＱｏＳ情報であるが、これらに限定されない。
　切替制御ブロック５００は、スイッチ５０、スイッチ１１１、スイッチ１２１、スイッチ２１１、スイッチ２１２、スイッチ２２１、スイッチ２２２、スイッチ３０１～スイッチ３０８（図２）及びスイッチ５０のそれぞれを制御するための切替信号を生成する。切替信号は、変復調信号処理ブロック６００から送られてくる上述の指標に基づいて生成される。例えば、切替制御ブロック５００は、上述の各指標の少なくとも一つの指標が最大となるように、切替信号を生成する。
　切替制御ブロック５００による切替制御によって、アンテナ装置１は、次に説明するようなさまざまな状態（Ｓｔａｔｅ）を有する。
１．４　Ｓｔａｔｅの例
　図７は、Ｓｔａｔｅの例を示す図である。図７には、Ｓｔａｔｅ００～Ｓｔａｔｅ２３の２４通りのＳｔａｔｅが示される。「ＯＮ」は、対応する給電点によるアンテナへの給電が行われることを意味し、「ＯＦＦ」は給電が行われないことを意味する。「ＯＰＥＮ」は対応するスイッチが非導通状態（開放）であることを意味し、「ＳＨＯＲＴ」は導通状態（短絡）であることを意味する。
　Ｓｔａｔｅ００～Ｓｔａｔｅ０５は、アンテナ１０のみに給電を行い（励振し）、寄生素子１１、寄生素子１２、分割地板３１及び分割地板３２に接続されたスイッチを切替える例である。Ｓｔａｔｅ０６～Ｓｔａｔｅ０８は、アンテナ２０のみに給電を行い、寄生素子２１及び寄生素子２２に接続されたスイッチを切替える例である。Ｓｔａｔｅ０９及びＳｔａｔｅ１０は、アンテナ１０のみに給電を行い、寄生素子２１、寄生素子２２、分割地板３１及び分割地板３２に接続されたスイッチを切替える例である。Ｓｔａｔｅ１１～Ｓｔａｔｅ２３は、アンテナ２０のみに給電を行い、寄生素子１１、寄生素子１２、寄生素子２１及び寄生素子２２に接続されたスイッチを切替える例である。
　なお、上述のＳｔａｔｅ００～Ｓｔａｔｅ２３以外にもさまざまなＳｔａｔｅが得られる。例えば、アンテナ１０のみに給電を行い、寄生素子１１、寄生素子１２、寄生素子２１及び寄生素子２２に接続されたスイッチを切替えるＳｔａｔｅ、分割地板３１と分割地板３２との間に接続されたスイッチの一つ一つを独立に切替えるＳｔａｔｅ等が挙げられる。
１．５　シミュレーション結果
　以上説明したアンテナ装置１（図１及び図２等）について、指向性のシミュレーションを行った。主なシミュレーション条件は以下のとおりである。
周波数：８１５ＭＨｚ～８９０ＭＨｚ
基板２のＸ、Ｙ、Ｚ軸方向のそれぞれの長さ：０．１ｍｍ、２５０ｍｍ及び３３０ｍｍ。
　　基板２の比誘電率：１．０。
　　基板２上に設けられた導電性部材（金属パターン）の厚さ及び導電率：０．１ｍｍ及び５．８×１０７Ｓ／ｍ。
アンテナ１０のＹ、Ｚ軸方向のそれぞれの長さ：１０ｍｍ及び７５ｍｍ。
寄生素子１１のＹ、Ｚ軸方向のそれぞれの長さ：１０ｍｍ及び８０ｍｍ。
寄生素子１２のＹ、Ｚ軸方向のそれぞれの長さ：１０ｍｍ及び８０ｍｍ。
Ｙ軸方向におけるアンテナ１０と寄生素子１１と間の距離：７５ｍｍ。
Ｙ軸方向におけるアンテナ１０と寄生素子１２と間の距離：７５ｍｍ。
アンテナ２０の（スロットの）Ｙ、Ｚ軸方向のそれぞれの長さ：１０ｍｍ及び１７０ｍ。
　　寄生素子２１のＹ、Ｚ軸方向のそれぞれの長さ：１０ｍｍ及び１９０ｍ。
　　Ｚ軸方向におけるスイッチ２１１とスイッチ２１２との間の距離：５ｍｍ。
　　寄生素子２２のＹ、Ｚ軸方向のそれぞれの長さ：１０ｍｍ及び１９０ｍ。
　　Ｚ軸方向におけるスイッチ２２２とスイッチ２２２との間の距離：５ｍｍ。
　　Ｙ軸方向におけるアンテナ２０と寄生素子２１と間の距離：７５ｍｍ。
　　Ｙ軸方向におけるアンテナ２０と寄生素子２２と間の距離：７５ｍｍ。
　　分割地板３１のＹ、Ｚ軸方向のそれぞれの長さ：２５０ｍｍ及び４５ｍｍ。
　　分割地板３２のＹ、Ｚ軸方向のそれぞれの長さ：２５０ｍｍ及び２００ｍｍ。
　　Ｚ軸方向における分割地板３１と分割地板３２との間の距離：５ｍｍ。
　図８Ａ～図８Ｃは、Ｓｔａｔｅ００～Ｓｔａｔｅ０２のシミュレーション結果を示す。実線は垂直偏波の利得（ｄＢｉ）を示し、破線は水平偏波の利得を示し、太い実線はトータルの利得を示す（ｄＢｉ）。Ｓｔａｔｅ００～Ｓｔａｔｅ０２では、Ｙ軸方向の垂直偏波の放射が支配的である。これは、導電性部材であるアンテナ１０、寄生素子１１及び寄生素子１２がＹ軸方向に並んで設けられているからである。
　Ｓｔａｔｅ００（図８Ａ）では、Ｘ軸方向及びＹ軸方向においてほぼ対称な指向性が得られる。これは、寄生素子１１及び寄生素子１２がいずれもスイッチ１１１及びスイッチ１２１によって分割地板３１から切り離された状態であり、寄生素子１１及び寄生素子１２によるアンテナ１０への影響が小さいためである。
　Ｓｔａｔｅ０１（図８Ｂ）では、Ｓｔａｔｅ００（図８Ａ）と比較して、Ｙ軸負方向の利得が大きくなる。これは、寄生素子１１及び寄生素子１２のうち、寄生素子１１のみがスイッチ１１１によって分割地板３１に接続されたことにより、寄生素子１１が反射素子として動作するためである。
　Ｓｔａｔｅ０２（図８Ｃ）は、Ｓｔａｔｅ００（図８Ａ）と比較して、Ｙ軸正方向の利得が大きくなる。これは、寄生素子１１及び寄生素子１２のうち、寄生素子１２のみがスイッチ１２１によって分割地板３１に接続されたことにより、寄生素子１２が反射素子として動作するためである。
　図９Ａ～図９Ｃは、Ｓｔａｔｅ０６～Ｓｔａｔｅ０８のシミュレーション結果を示す。実線は垂直偏波の利得（ｄＢｉ）を示し、破線は水平偏波の利得を示し、太い実線はトータルの利得を示す（ｄＢｉ）。Ｓｔａｔｅ０６～Ｓｔａｔｅ０８では、Ｘ軸方向の水平偏波の放射が支配的である。これは、スロット線路であるアンテナ２０、寄生素子２１及び寄生素子２２がＹ軸方向に並んで設けられているからである。
　Ｓｔａｔｅ０６（図９Ａ）では、Ｘ軸方向及びＹ軸方向においてほぼ対称な指向性が得られる。これは、寄生素子２１及び寄生素子２２の線路長がスイッチ２１１、スイッチ２１２、スイッチ２２１及びスイッチ２２２によって変更されておらず、寄生素子２１及び寄生素子２２によるアンテナ２０への影響が小さいためである。
　Ｓｔａｔｅ０７（図９Ｂ）では、Ｙ軸負方向の利得が大きくなる。これは、寄生素子２１及び寄生素子２２の線路長のうち、寄生素子２１の線路長のみがスイッチ２１１及びスイッチ２１２によって短く変更されたことにより、寄生素子２２が反射素子として動作するためである。
　Ｓｔａｔｅ０８（図９Ｃ）では、Ｙ軸正方向の利得が大きくなる。これは、寄生素子２１及び寄生素子２２の線路長のうち、寄生素子２２の線路長のみがスイッチ２２１及びスイッチ２２２によって短く変更されたことにより、寄生素子２１が反射素子として動作するためである。
　以上説明したＳｔａｔｅ００～Ｓｔａｔｅ０２及びＳｔａｔｅ０６～Ｓｔａｔｅ０８は、アンテナ１０とアンテナ２０の切替による偏波の切替え、ならびに、スイッチ１１１、スイッチ１２１、スイッチ２１１、スイッチ２１２、スイッチ２２１及びスイッチ２２２の切替えによる指向性の制御の例である。この他に、スイッチ３０１～スイッチ３０８の切替えによっても指向性が制御されることは、当業者であれば理解できる。
　図１０は、Ｓｔａｔｅ０１とＳｔａｔｅ０３との対比を示す。実線はＳｔａｔｅ１のトータルの利得（ｄＢｉ）を示し、破線はＳｔａｔｅ０３のトータルの利得（ｄＢｉ）を示す。Ｓｔａｔｅ０３によって、Ｓｔａｔｅ０１とは異なる指向性が実現される。これは、Ｓｔａｔｅ０３では、スイッチ３０１～スイッチ３０８によって分割地板３１と分割地板３２とが接続されて地板３０のパターンが変更されたことにより、地板３０ならびに分割地板３１に流れる電流が変化するためである。
　以上説明したように、アンテナ装置１は、偏波ならびに指向性の異なるさまざまなＳｔａｔｅを有することができる。アンテナ装置１のＳｔａｔｅは、先に図６を参照して説明した切替制御ブロック５００によって制御される。
　図１１は、切替制御処理（アンテナ装置１の制御方法）の例を示すフローチャートである。この処理は、例えば、アンテナ装置１による送受信（電子機器５の使用）が行われている間、切替制御ブロック５００によって繰り返し実行される。
　ステップＳ１において、切替制御ブロック５００は、送受信に関する指標を取得する。例えば先に図６を参照して説明したように、受信レベル情報（ＲＳＳＩ）、送信レベル情報、受信ＱｏＳ情報（ＳＩＲ、ＢＥＲ）及び送信ＱｏＳ情報といった指標が取得される。
　ステップＳ２において、切替制御ブロック５００は、所定条件を満たすか否かを判断する。例えば最良の指標が得られるＳｔａｔｅを探索する場合には、先のステップＳ１で取得された指標が、前回のループのステップＳ１で取得された指標よりも良い場合に、所定条件を満たすと判断してよい。あるいは、ある程度の指標を満たすＳｔａｔｅで足りるのであれば、先のステップＳ１で取得された指標が、閾値を上回る場合に、所定条件を満たすと判断してよい。この他にも、さまざまな条件が所定条件として用いられてよい。所定条件を満たす場合（ステップＳ２でＹｅｓ）、フローチャートの処理は終了する。所定条件を満たさない場合（ステップＳ２でＮｏ）、ステップＳ３を経由して、ステップＳ１に再び処理が戻される。
　ステップＳ３において、切替制御ブロック５００はスイッチを切替える。いずれのスイッチを切替えるかは、適宜定められてよい。例えばステップＳ１～Ｓ３をループするごとに先に説明したＳｔａｔｅ００～Ｓｔａｔｅ２３が順番に実現されるように、各スイッチが切替えられてよい。
　例えば以上のようにして、所望の指向性が得られるＳｔａｔｅへとアンテナ装置１を切替えることができる。
１．６　変形例
　アンテナ装置１のいくつかの変形例について、図１２～図１８を参照して説明する。
　例えば、アンテナにおける複数の位置に給電点が設けられてよい。図１２は、そのような変形例に係るアンテナ装置の概略構成を示す平面図である。図１２に示されるアンテナ装置１Ａは、アンテナ装置１（図２）と比較して、アンテナ２０の給電点の位置が異なる点において相違する。この例では、２つの給電点ＦＰ２Ａ１及び給電点ＦＰ２Ａ２が、アンテナ２０の任意の位置に設けられる。なお、給電点ＦＰ２Ａ１及び給電点ＦＰ２Ａ２の数及び位置は例示であり、これ以外のさまざまな数の給電点がさまざまな位置に設けられてよい。アンテナ２０の給電位置を変更することによって、アンテナ２０の長さ等の変化に応じた異なる指向性が得られる。
　また、例えば、地板がさらに分割されてよい。図１３は、そのような変形例に係るアンテナ装置の概略構成を示す平面図である。図１３に示されるアンテナ装置１Ｂは、アンテナ装置１（図２）と比較して、分割地板３２に代えて分割地板３２Ｂを備える点、及び、スイッチ３０９～スイッチ３１６を備える点において相違する。分割地板３２Ｂは、第１の部分３２１、第２の部分３２２、第３の部分３２３、第４の部分３２４及び第５の部分３２５に５分割される。各部分は、スイッチ３０９～スイッチ３１６によって接続される。
　第１の部分３２１及び第２の部分３２２は、アンテナ２０と寄生素子２１との間に、アンテナ２０の基端部から先端部に向かう方向に（Ｚ軸負方向に）順に設けられる。この例では、第１の部分３２１及び第２の部分３２２は、略矩形形状を有する。スイッチ３０９は、寄生素子２１の近傍において、第１の部分３２１と第２の部分３２２との間に接続される。スイッチ３１０は、アンテナ２０の近傍において、第１の部分３２１と第２の部分３２２との間に接続される。
　第３の部分３２３及び第４の部分３２４は、アンテナ２０と寄生素子２２との間に、アンテナ２０の基端部から先端部に向かう方向に順に設けられる。この例では、第３の部分３２３及び第４の部分３２４は、略矩形形状を有する。スイッチ３１１は、アンテナ２０の近傍において、第３の部分３２３と第４の部分３２４との間に接続される。スイッチ３１２は、寄生素子２２の近傍において、第３の部分３２３と第４の部分３２４との間に接続される。
　第５の部分３２５は、分割地板３２における第１の部分３２１～第４の部分３２４以外の部分である。第５の部分３２５のうち、アンテナ２０と寄生素子２１との間に設けられた部分は、スイッチ３１３及びスイッチ３１４を介して、第２の部分３２２と接続される。スイッチ３１３は、寄生素子２１の近傍において、第２の部分３２２と第５の部分３２５との間に接続される。スイッチ３１４は、アンテナ２０の近傍において、第２の部分３２２と第５の部分３２５との間に接続される。第５の部分３２５のうち、アンテナ２０と寄生素子２２との間に設けられた部分は、スイッチ３１５及びスイッチ３１６を介して、第４の部分３２４と接続される。スイッチ３１５は、寄生素子２２の近傍において、第４の部分３２４と第５の部分３２５との間に接続される。スイッチ３１６は、寄生素子２２の近傍において、第４の部分３２４と第５の部分３２５との間に接続される。
　スイッチ３０９～スイッチ３１６は、切替制御ブロック５００（図６）によって切替えられる。スイッチ３０９～スイッチ３１６を切替えることにより、分割地板３２Ｂのパターンが変更され、それによって異なる指向性が得られる。なお、分割地板３２Ｂの分割パターン及び接続関係は、図１３に示される例に限定されない。
　また、例えば、アンテナと寄生素子との間で互いの役割が切り替えられてよく、さらには、アンテナの任意の位置に給電点が設けられてよい。図１４は、そのような変形例に係るアンテナ装置の概略構成を示す平面図である。図１４に示されるアンテナ装置１Ｃは、アンテナ装置１（図２）と比較して、アンテナ１０、寄生素子１１、寄生素子１２、アンテナ２０、寄生素子２１、寄生素子２２、スイッチ２１２及びスイッチ２２２に代えて、アンテナ１０Ｃ、寄生素子１１Ｃ、寄生素子１２Ｃ、アンテナ２０Ｃ、寄生素子２１Ｃ、寄生素子２２Ｃ、スイッチ２０１Ｃ、スイッチ２１２Ｃ及びスイッチ２２２Ｃを備える点において相違する。
　アンテナ１０Ｃは、アンテナ１０（図２）と比較して、基端部にスイッチ１０１及び給電点ＦＰ１Ｃ０が設けられる点において相違する。スイッチ１０１は、給電点ＦＰ１Ｃ０に対して並列に設けられる。スイッチ１０１は、切替制御ブロック５００（図６）によって切替えられる。スイッチ１０１をＳＨＯＲＴにすることで、給電点ＦＰ１Ｃ０を介してアンテナ１０Ｃを励振するのではなく、アンテナ１０Ｃを寄生素子として用いることができる。
　寄生素子１１Ｃは、寄生素子１１（図２）と比較して、基端部に、給電点ＦＰ１Ｃ１が設けられる点において相違する。この場合、スイッチ１１１は、給電点ＦＰ１Ｃ１に対して並列に設けられる。スイッチ１１１をＯＰＥＮにすることで、給電点ＦＰ１Ｃ１を介して寄生素子１１Ｃを励振し、寄生素子１１Ｃをアンテナとして用いることができる。
　寄生素子１２Ｃは、寄生素子１２（図２）と比較して、基端部に給電点ＦＰ１Ｃ２が設けられる点において相違する。この場合、スイッチ１２１は、給電点ＦＰ１Ｃ２に対して並列に設けられる。スイッチ１２１をＯＰＥＮにすることで、給電点ＦＰ１Ｃ２を介して寄生素子１２Ｃを励振し、寄生素子１２Ｃをアンテナとして用いることができる。
　アンテナ２０Ｃは、アンテナ２０（図２）と比較して、給電点ＦＰ２に代えて給電点ＦＰ２Ｃ０が設けられる点において相違する。給電点ＦＰ２Ｃ０は、アンテナ２０の基端部に限らず、アンテナ２０の任意の位置に設けられる。スイッチ２０１Ｃは、給電点ＦＰ２Ｃ０に対して並列に接続される。すなわち、スイッチ２０１Ｃは、アンテナ２０Ｃの両端において、分割地板３２どうしの間に接続される。スイッチ２０１Ｃは、切替制御ブロック５００（図６）によって切替えられる。スイッチ２０１ＣをＳＨＯＲＴにすることで、給電点ＦＰ２Ｃ１を介してアンテナ２０Ｃを励振するのではなく、アンテナ２０Ｃを寄生素子として用いることができる。
　寄生素子２１Ｃは、寄生素子２１（図２）と比較して、給電点ＦＰ２Ｃ１が設けられる点、及び、スイッチ２１２ではなくスイッチ２１２Ｃを備える点において相違する。給電点ＦＰ２Ｃ１は、寄生素子２１Ｃの任意の位置に設けられる。スイッチ２１２Ｃは、給電点ＦＰ２Ｃ１に対して並列に接続される。すなわち、スイッチ２１２Ｃは、寄生素子２１の両端において、分割地板３２どうしの間に接続される。スイッチ２１２Ｃは、切替制御ブロック５００（図６）によって切替えられる。スイッチ２１２ＣをＯＰＥＮにした状態では、給電点ＦＰ２Ｃ１を介して寄生素子２１Ｃを励振し、寄生素子２１Ｃをアンテナとして用いることができる。
　寄生素子２２Ｃは、寄生素子２２（図２）と比較して、給電点ＦＰ２Ｃ２が設けられる点、及び、スイッチ２２２ではなくスイッチ２２２Ｃを備える点において相違する。給電点ＦＰ２Ｃ２は、寄生素子２２Ｃの任意の位置に設けられる。スイッチ２２２Ｃは、給電点ＦＰ２Ｃ２に対して並列に接続される。すなわち、スイッチ２２２Ｃは、寄生素子２２Ｃの両端において、分割地板３２どうしの間に接続される。スイッチ２２２Ｃは、切替制御ブロック５００（図６）によって切替えられる。スイッチ２２２ＣをＯＰＥＮにした状態では、給電点ＦＰ２Ｃ２を介して寄生素子２２Ｃを励振し、寄生素子２２Ｃをアンテナとして用いることができる。
　アンテナ１０Ｃ、寄生素子１１Ｃ及び寄生素子１２のアンテナ及び寄生素子の役割を切替えること、さらには、アンテナ２０Ｃ、寄生素子２１Ｃ及び寄生素子２２Ｃのアンテナ及び寄生素子の役割を切替えたり給電点の位置を変更したりすることによっても、異なる指向性が得られる。
　また、例えば、アンテナは直線形状以外のさまざまな形状を有してよい。図１５は、そのような変形例に係るアンテナ装置の概略構成を示す平面図である。図１５に示されるアンテナ装置１Ｄは、アンテナ装置１（図２）と比較して、アンテナ１０、寄生素子１１及び寄生素子１２に代えて、アンテナ１０Ｄ、寄生素子１１Ｄ及び寄生素子１２Ｄを備える点において相違する。
　アンテナ１０Ｄは、アンテナ１０（図２）と比較して、折り曲げ部分を有する折り曲げ型のアンテナである点において相違する。図１４に示される例では、アンテナ１０Ｄは、基端部からＺ軸正方向に延在する部分と、そこから折れ曲がってＹ軸正方向及び負方向に延在する２つの部分と、さらにそれらから折れ曲がってＺ軸負方向に延在する部分とを有する。寄生素子１１Ｄは、基端部からＺ軸正方向に延在する部分と、そこから折れ曲がってＹ軸正方向に延在する部分と、さらにそこから折れ曲がってＺ軸負方向に延在する部分とを有する。寄生素子１２Ｄは、基端部からＺ軸正方向に延在する部分と、そこから折れ曲がってＹ軸負方向に延在する部分と、さらにそこから折れ曲がってＺ軸負方向に延在する部分とを有する。
　アンテナ１０Ｄ、寄生素子１１Ｄ及び寄生素子１２Ｄの折り曲げ形状に応じて異なる指向性が得られる。また、折り曲げ形状とすることで、アンテナ装置１Ｄを、アンテナ装置１よりもコンパクトにすることができる。なお、アンテナ１０Ｄ、寄生素子１１Ｄ及び寄生素子１２Ｄの形状は、それぞれのＺ軸方向の長さを短くできるような形状であればよく、図１５に示される例に限定されない。例えば、アンテナ１０Ｄは、折り曲げ部分に代えて湾曲部分を有してもよいし、折り曲げ部分と湾曲部分との両方を有していてもよい。
　また、例えば、寄生素子に対して可変リアクタンス素子が設けられてよい。図１６は、そのような変形例に係るアンテナ装置の概略構成を示す平面図である。図１６に示されるアンテナ装置１Ｅは、アンテナ装置１（図２）と比較して、スイッチ１１１及びスイッチ１２１に代えて可変リアクタンス素子１１１Ｅ及び可変リアクタンス素子１２１Ｅを備える点において相違する。可変リアクタンス素子１１１Ｅ及び可変リアクタンス素子１２１Ｅは、スイッチ群を構成するスイッチの一態様である。
　例示される可変リアクタンス素子１１１Ｅ及び可変リアクタンス素子１２１Ｅは、バリキャップのような容量値を変化させることが可能なコンデンサである。可変リアクタンス素子１１１Ｅ及び可変リアクタンス素子１２１Ｅの容量値は、切替制御ブロック５００（図６）によって制御される。
　可変リアクタンス素子１１１Ｅ及び可変リアクタンス素子１２１Ｅのリアクタンス値を変えて寄生素子１１と分割地板３１との接続状態を切替えることによっても、異なる指向性が得られる。
　また、例えば、寄生素子の長さがスイッチによってさらに細かく変更可能となっていてよい。図１７は、そのような変形例に係るアンテナ装置の概略構成を示す平面図である。図１７に示されるアンテナ装置１Ｆは、アンテナ装置１（図２）と比較して、寄生素子２１及び寄生素子２２に代えて寄生素子２１Ｆ及び寄生素子２２Ｆを備える点、及び、スイッチ２１３Ｆ及びスイッチ２２３Ｆを備える点において相違する。
　スイッチ２１３Ｆは、寄生素子２１Ｆにおいて、スイッチ２１１とスイッチ２１２との間の任意の位置に設けられる。スイッチ２１３Ｆは、寄生素子２１Ｆの両側の分割地板３２どうしの間に接続される。スイッチ２１１がＯＰＮＥでスイッチ２１３ＦがＳＨＯＲＴのとき、寄生素子２１は、基端部からスイッチ２１４までの長さの線路長を有する。
　スイッチ２２３Ｆは、寄生素子２２Ｆにおいて、スイッチ２２１とスイッチ２２２との間の任意の位置に設けられる。スイッチ２２３Ｆは、寄生素子２２の両側の分割地板３２どうしの間に接続される。スイッチ２２１がＯＰＥＮでスイッチ２２３ＦがＳＨＯＲＴのとき、寄生素子２２は、基端部からスイッチ２２４までの長さの線路長を有する。
　スイッチ２１３Ｆ及びスイッチ２２３Ｆによって寄生素子２１Ｆ及び寄生素子２２Ｆの長さをさらに細かく切替えることによっても、異なる指向性が得られる。なお、スイッチ２１３Ｆ及びスイッチ２２３Ｆだけでなくさらにスイッチが追加されてもよい。
　他にも、例えば、垂直偏波での励振と水平偏波の寄生素子との組合せなど、これまでに説明した以外の様々なコンビネーションで放射パターンを自在に変化させ、通信パフォーマンスを、より最適化することができる。各素子のマルチバンド化をすることも可能である。アンテナチューニング素子を実装して、広帯域化することも可能である。
２．　第２実施形態
２．１　アンテナ装置の概略構成の例
　図１８は、第２実施形態に係るアンテナ装置の概略構成の例を示す図である。図１８に示されるアンテナ装置１Ｇは、アンテナ装置１（図２）と比較して、アンテナ２０及び地板３０に代えてアンテナ２０Ｇ及び地板３３を備える点において相違する。なお、アンテナ装置１Ｇは、アンテナ装置１(図２)のような寄生素子２１及び寄生素子２２を有さない態様で図示されるが、そのような寄生素子２１及び寄生素子２２に相当する構成を備えていてもよい。
　アンテナ２０Ｇは、第２の偏波を放射するように基板２上に設けられた第２のアンテナである。アンテナ２０Ｇによって放射される第２の偏波は、アンテナ１０によって放射される第１の偏波と同じ方向の偏波である。図１８に例示されるアンテナ２０Ｇは、水平方向に延在するように基板２上に設けられたスロットアンテナであり、垂直偏波を放射する。アンテナ２０Ｇの給電点ＦＰ２Ｇは、アンテナ２０Ｇの任意の位置に設けられてよい。地板３３は、アンテナ１０及び／又は２０Ｇの放射特性に影響を与えうる面積（パターン長及びパターン幅）を有するように基板２上に設けられる。この例では、地板３３は、アンテナ２０Ｇが設けられる部分を除いて、略矩形形状を有する。地板３３は、アンテナ２０Ｇを形成できる長さ（Ｙ軸方向の長さ）を有する。アンテナ２０Ｇは、給電点ＦＰ２Ｇを介して励振される。
　アンテナ装置１Ｇも、切替制御ブロック５００（図６）によって、次に説明するようなさまざまなＳｔａｔｅを有する。
２．２　Ｓｔａｔｅの例
　図１９は、Ｓｔａｔｅの例を示す図である。「ビーム向き」は、指向性の方向を示す。「Ｙ－」はＹ軸負方向に対応する。「Ｙ＋」は、Ｙ軸正方向に対応する。「Ｘ±」はＸ軸正方向及びＸ軸負方向に対応する。アンテナ装置１Ｇによれば、Ｓｔａｔｅ２００～Ｓｔａｔｅ２０７の８通りのＳｔａｔｅが得られる。
２．３　シミュレーション結果
　以上説明したアンテナ装置１Ｇ（図１８）について、指向性のシミュレーションを行った。主なシミュレーション条件は以下のとおりである。
　　周波数：７００ＭＨｚ～１ＧＨｚ
　　基板２のＸ、Ｙ、Ｚ軸方向のそれぞれの長さ：０．３６ｍｍ、２１０ｍｍ及び２１８ｍｍ。
　　基板２の比誘電率：４．６。
　　基板２上に設けられた導電性部材（金属パターン）の厚さ及び導電率：０．０２ｍｍ及び５．８ｘ１０７Ｓ／ｍ。
　　アンテナ１０のＹ、Ｚ軸方向のそれぞれの長さ：２ｍｍ及び６７ｍｍ。
　　寄生素子１１のＹ、Ｚ軸方向のそれぞれの長さ：２ｍｍ及び６７ｍｍ。
　　寄生素子１２のＹ、Ｚ軸方向のそれぞれの長さ：２ｍｍ及び６７ｍｍ。
　　Ｙ軸方向におけるアンテナ１０と寄生素子１１と間の距離：８８ｍｍ。
　　Ｙ軸方向におけるアンテナ１０と寄生素子１２と間の距離：８８ｍｍ。
　　アンテナ２０の（スロットの）Ｙ、Ｚ軸方向のそれぞれの長さ：２００及び４ｍｍ。
　　Ｙ軸方向におけるアンテナ２０の一端から給電点ＦＰ２Ｇまでの距離：６０ｍｍ。
　　地板３３のＹ、Ｚ軸方向のそれぞれの長さ：２０９ｍｍ及び１５０ｍｍ。
　図２０Ａ～図２０Ｅは、Ｓｔａｔｅ２００のシミュレーション結果を示す。図２０Ａ～図２０Ｃは、ＸＹ平面、ＸＺ平面及びＹＺ平面でみたときの指向性を示す。Ｓｔａｔｅ２００では、とくにＹ軸方向に指向性が得られる。これは、導電性部材であるアンテナ１０、寄生素子１１及び寄生素子１２がＹ軸方向に並んで設けられているからである。また、Ｘ軸方向及びＹ軸方向においてほぼ対称な指向性が得られる。これは、寄生素子１１及び寄生素子１２がいずれもスイッチ１１１及びスイッチ１２１によって地板３３から切り離された状態であり、寄生素子１１及び寄生素子１２によるアンテナ１０への影響が小さいためである。図２０Ｄは放射効率（ｄＢ）を示し、図２０ＥはＶＳＷＲを示す。マーカＭ０１、マーカＭ０２及びマーカＭ０３は、周波数＝０．８３ＧＨｚ、０．８６ＧＨｚ及び０．８９ＧＨｚにそれぞれ対応する。マーカＭ０１～マーカＭ０３に示されるように、周波数０．８３ＧＨｚ～０．８９ＧＨｚにおいて良好な放射効率及びＶＳＷＲが得られている。
　図２１Ａ～図２１Ｅは、Ｓｔａｔｅ２０１のシミュレーション結果を示す。図２１Ａ～図２１Ｃに示されるように、Ｓｔａｔｅ２０１では、Ｓｔａｔｅ２００（図２０Ａ～図２０Ｃ）と比較して、Ｙ軸負方向の利得が大きくなる。これは、寄生素子１１及び寄生素子１２のうち、寄生素子１１のみがスイッチ１１１によって地板３３に接続されたことにより、寄生素子１１が反射素子として動作するためである。この場合でも、図２１Ｄ及び図２１ＥのマーカＭ１１～マーカＭ１３に示されるように、周波数０．８３ＧＨｚ～０．８９ＧＨｚにおいて、依然として良好な放射効率及びＶＳＷＲが得られている。
　図２２Ａ～図２２Ｅは、Ｓｔａｔｅ２０２のシミュレーション結果を示す。図２２Ａ～図２２Ｃに示されるように、Ｓｔａｔｅ２０２では、Ｓｔａｔｅ２００（図２０Ａ～図２０Ｃ）と比較して、Ｙ軸正方向の利得が大きくなる。これは、寄生素子１１及び寄生素子１２のうち、寄生素子１２のみがスイッチ１２１によって地板３３に接続されたことにより、寄生素子１２が反射素子として動作するためである。この場合でも、図２２Ｄ及び図２２ＥのマーカＭ２１～Ｍ２３に示されるように、周波数０．８３ＧＨｚ～０．８９ＧＨｚにおいて、依然として良好な放射効率及びＶＳＷＲが得られている。
　図２３Ａ～図２３Ｅは、Ｓｔａｔｅ２０３のシミュレーション結果を示す。図２３Ａ～図２３Ｃに示されるように、Ｓｔａｔｅ２０３では、Ｓｔａｔｅ２００（図２０Ａ～図２０Ｃ）と比較して、Ｘ軸方向及びＹ軸正方向の利得が変化する。これは、寄生素子１１及び寄生素子１２がスイッチ１１１及びスイッチ１２１によって地板３３に接続されたことにより、寄生素子１１及び寄生素子１２によるアンテナ１０への影響が変化したためだと考えられる。図２３Ｄ及び図２３ＥのマーカＭ３１～Ｍ３３に示されるように、周波数０．８３ＧＨｚ～０．８９ＧＨｚにおいて、放射効率及びＶＳＷＲにも変化が生じている。
　図２４Ａ～図２４Ｅは、Ｓｔａｔｅ２０４のシミュレーション結果を示す。図２４Ａ～図２４Ｃに示されるように、Ｓｔａｔｅ２０４では、とくにＸ軸方向に指向性が得られる。これは、スロット線路であるアンテナ２０Ｇが、Ｙ軸方向に設けられているからである。また、Ｘ軸方向及びＹ軸方向においてほぼ対称な指向性が得られる。これは、地板３３がスイッチ１１１及びスイッチ１２１によって寄生素子１１及び寄生素子１２から切り離された状態であり、寄生素子１１及び寄生素子１２によるアンテナ２０Ｇへの影響が小さいためである。マーカＭ４１～マーカＭ４３に示されるように、周波数０．８３ＧＨｚ～０．８９ＧＨｚにおいて、依然として良好な放射効率及びＶＳＷＲが得られている。
　図２５Ａ～図２５Ｅは、Ｓｔａｔｅ２０５のシミュレーション結果を示す。図２５Ａ～図２５Ｃに示されるように、Ｓｔａｔｅ２０５では、Ｓｔａｔｅ２０４（図２４Ａ～図２４Ｃ）と比較して、Ｙ軸正方向の利得が大きくなる。これは、地板３３がスイッチ１１１によって寄生素子１１に接続された状態であり、寄生素子１１によるアンテナ２０Ｇへの影響が変化したためだと考えられる。マーカＭ５１～マーカＭ５３に示されるように、周波数０．８３ＧＨｚ～０．８９ＧＨｚにおいて、依然として良好な放射効率及びＶＳＷＲが得られている。
　図２６Ａ～図２６Ｅは、Ｓｔａｔｅ２０６のシミュレーション結果を示す。図２６Ａ～図２６Ｃに示されるように、Ｓｔａｔｅ２０６では、Ｓｔａｔｅ２０４（図２４Ａ～図２４Ｃ）と比較して、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の利得が変化する。これは、地板３３がスイッチ１２１によって寄生素子１２に接続された状態であり、寄生素子１２によるアンテナ２０Ｇへの影響が変化したためだと考えられる。マーカＭ６１～マーカＭ６３に示されるように、周波数０．８３ＧＨｚ～０．８９ＧＨｚにおいて、依然として良好な放射効率及びＶＳＷＲが得られている。
　図２７Ａ～図２７Ｅは、Ｓｔａｔｅ２０７のシミュレーション結果を示す。図２７Ａ～図２７Ｃに示されるように、Ｓｔａｔｅ２０７では、Ｓｔａｔｅ２０４（図２４Ａ～図２４Ｃ）と比較して、Ｙ軸正方向の利得が大きくなる。これは、地板３３がスイッチ１１１及びスイッチ１２１によって寄生素子１１及び寄生素子１２に接続されたことにより、寄生素子１１及び寄生素子１２によるアンテナ２０Ｇへの影響が変化したためだと考えられる。マーカＭ７１～マーカＭ７３に示されるように、周波数０．８３ＧＨｚ～０．８９ＧＨｚにおいて、依然として良好な放射効率及びＶＳＷＲが得られている。
　図２８は、Ｓｔａｔｅ２００～Ｓｔａｔｅ２０７の対比を示す。曲線Ｃ０～曲線Ｃ７は、Ｓｔａｔｅ２００～Ｓｔａｔｅ２０７の利得を示す。図２８に示されるように、例えばＸＹ平面でみたとき、Ｓｔａｔｅ２００～Ｓｔａｔｅ２０７の切替えによって、３６０度全方向において～５ｄＢｉの利得が得られる。
２．４　実験結果
　図２９は、試作機を示す図である。図２９に示されるように、試作機では、ポートＰＯＲＴ１から伝送線路ＬＩＮＥ１（及び給電点ＦＰ１）を介してアンテナ１０を励振した。ポートＰＯＲＴ２から伝送線路ＬＩＮＥ２（給電点ＦＰ２）を介してアンテナ２０Ｇを励振した。伝送線路ＬＩＮＥ１及び伝送線路ＬＩＮＥ２は、この例ではマイクロストリップ線路である。ただし、マイクロストリップ線路以外にも、コプレーナ線路、ストリップ線路などが用いられてよい。基板２、アンテナ１０、アンテナ２０Ｇ及び地板３３については、先のシミュレーション条件と同様であるので、ここでは説明は繰り返さない。
　図３０Ａ～図３０Ｃ及び図３１は、図２９に示される試作機の実験結果を示す。
　図３０Ａは、Ｓｔａｔｅ２０１の実験結果を示す。実線は、周波数８３０ＭＨｚでの指向性を示す。太い実線は、周波数８６０ＭＨｚでの指向性を示す。破線は、周波数８９０ＭＨｚでの指向性を示す。先に図２１Ａ等を参照して説明したシミュレーション結果に近い実験結果が得られた。
　図３０Ｂは、Ｓｔａｔｅ２０２の実験結果を示す。先に図２２Ａ等を参照して説明したシミュレーション結果に近い実験結果が得られた。
　図３０Ｃは、Ｓｔａｔｅ２０４の実験結果を示す。先に図２４Ａ等を参照して説明したシミュレーション結果に近い実験結果が得られた。
　図３１は、Ｓｔａｔｅ２０１、Ｓｔａｔｅ２０２、Ｓｔａｔｅ２０６及びＳｔａｔｅ２０７の実験結果を示す。曲線Ｃ１、曲線Ｃ２、曲線Ｃ６及び曲線Ｃ７は、Ｓｔａｔｅ２０１、Ｓｔａｔｅ２０２、Ｓｔａｔｅ２０６及びＳｔａｔｅ２０７の指向性を示す。曲線ＣＲＥＦは、市販のスリーブダイポールアンテナ（ほぼ無指向性のアンテナ）の指向性を示す。例えばＸＹ平面でみたとき、Ｓｔａｔｅ２０１、Ｓｔａｔｅ２０２、Ｓｔａｔｅ２０６及びＳｔａｔｅ２０７を切替えることにより、３６０度全方向において～５ｄＢｉの利得が得られることが確認された。
２．５　変形例
　アンテナ装置１Ｇのいくつかの変形例について、図３２及び図３３を参照して説明する。
　例えば、一方のアンテナにおいては、寄生素子を用いるのではなく、一対のアンテナを用いて指向性を制御してよい。図３２は、そのような変形例に係るアンテナ装置の概略構成を示す平面図である。図３２に示されるアンテナ装置１Ｈは、アンテナ装置１Ｇ（図１８）と比較して、アンテナ１０に代えてアンテナ１０Ｈ１及びアンテナ１０Ｈ２を備える点、及び、ハイブリッド素子９０を備える点において相違する。アンテナ１０Ｈ１及びアンテナ１０Ｈ２は、いずれもＺ軸正方向に延在するモノポールアンテナである。ハイブリッド素子９０は、９０度ハイブリッド素子であり、給電点ＦＰ１Ｈからの信号を分配してアンテナ１０Ｈ１及びアンテナ１０Ｈ２のそれぞれに９０°位相の異なる信号を供給する。アンテナ１０は、第１の周波数帯域（例えば８００ＭＨｚ帯域）で励振され、アンテナ２０は、第２の周波数帯域（例えば２ＧＨｚ帯域）で励振されてよい。第１の周波数帯域の信号は、アンテナ１０によってＹ軸方向の指向性で放射される。第２の周波数帯域の信号は、アンテナ２０によってＸ軸方向の指向性で放射される。したがって、アンテナ装置１Ｈは、マルチバンドを構成する異なる周波数帯域の指向性が直行する直行ビームアンテナとして機能する。また、一対のアンテナとすることにより、寄生素子１１、寄生素子１２の２つの素子を有する構成よりも、アンテナ装置１Ｈを小型化することができる。
　また、例えば、上述の一対のアンテナの間で、図１４の例と同様に、アンテナと寄生素子との役割が切替えられてよい。図３３は、そのような変形例に係るアンテナ装置の概略構成を示す平面図である。図３３に示されるアンテナ装置１Ｊは、アンテナ装置１Ｈ（図３２）と比較して、アンテナ１０Ｈ１及びアンテナ１０Ｈ２に代えてアンテナ１０Ｊ１及びアンテナ１０Ｊ２を備える点、及び、スイッチ１０１Ｊ１及びスイッチ１０１Ｊ２を備える点、そして、ハイブリッド素子９０は備えない点において相違する。
　スイッチ１０１Ｊ１は、アンテナ１０Ｊ１と、地板３３と、スイッチ１０１Ｊ３との間に接続されたＳＰＤＴスイッチである。スイッチ１０１Ｊ１は、アンテナ１０Ｊ１が地板３３に接続された状態と、アンテナ１０Ｊ１がスイッチ１０１Ｊ３に接続された状態とを切替える。スイッチ１０１Ｊ１は、切替制御ブロック５００（図６）によって切替えられる。
　スイッチ１０１Ｊ２は、アンテナ１０Ｊ２と、地板３３と、スイッチ１０１Ｊ３との間に接続されたＳＰＤＴスイッチである。スイッチ１０１Ｊ２は、アンテナ１０Ｊ２が地板３３に接続された状態と、アンテナ１０Ｊ２がスイッチ１０１Ｊ３に接続された状態とを切替える。スイッチ１０１Ｊ２は、切替制御ブロック５００（図６）によって切替えられる。
　スイッチ１０１Ｊ３は、スイッチ１０１Ｊ２と、スイッチ１０１Ｊ２と、信号源４０（図４Ａ等を参照）との間に接続されたＳＰＤＴスイッチである。スイッチ１０１Ｊ３は、スイッチ１０１Ｊ１が信号源４０に接続された状態（励振された状態）と、スイッチ１０１Ｊ２が信号源４０に接続された状態（励振された状態）とを切替える。
　スイッチ１０１Ｊ１、スイッチ１０１Ｊ２及びスイッチ１０１Ｊ３を切替えることによって、アンテナ１０Ｊ１及びアンテナ１０Ｊ２の用途をアンテナ及び寄生素子の間で切替えることができる。一対のアンテナとすることにより、寄生素子１１、寄生素子１２の２つの素子を有する構成よりも、アンテナ装置１Ｊを小型化することができる。
　第２実施形態に係るアンテナ装置１Ｇにおいても、第１実施形態に係るアンテナ装置１と同様の変形例が可能である。例えば先に図２を参照して説明したようなアンテナ２０に対する寄生素子２１及び寄生素子２２が、アンテナ装置１Ｇのアンテナ２０Ｇに対して設けられてよい。それらの寄生素子は、アンテナ２０Ｇの延在方向（Ｙ軸方向）に沿って延在するように設けられてよい。また、先に図１１～図１７を参照して説明した変形例が、基板２Ｇにも適用されてもよい。
　例えば、アンテナ２０のようにＺ軸方向に延在するスロットアンテナと、アンテナ２０ＧのようにＹ軸方向に延在するスロットアンテナとが併存してもよい。図３４はそのような変形例に係るアンテナ装置の概略構成の例を示す平面図である。図３４に示されるアンテナ装置１Ｋは、地板３４によって形成されるスロット線路として、アンテナ２０Ｋ、寄生素子２１Ｋ、寄生素子２２Ｋ、アンテナ２３Ｋ、寄生素子２４Ｋ及び寄生素子２５Ｋを備える。
　アンテナ２０Ｋは、Ｚ軸方向に延在するスロットアンテナであり、給電点ＦＰ２を介して励振される。寄生素子２１Ｋ及び寄生素子２２Ｋは、アンテナ２０Ｋの両側に設けられる。アンテナ２３Ｋは、Ｙ軸方向に延在するスロットアンテナであり、給電点ＦＰ３Ｋを介して励振される。寄生素子２４Ｋ及び寄生素子２５Ｋは、アンテナ２３Ｋの両側に設けられる。給電点ＦＰ２Ｋは、アンテナ２０Ｋに沿って任意の位置に配置され、給電点ＦＰ３Ｋは、アンテナ２３Ｋに沿って任意の位置に配置される。ただし、寄生スロット内は回避することが望ましい。
　アンテナ２０Ｋ、寄生素子２１Ｋ、寄生素子２２Ｋ、アンテナ２３Ｋ，寄生素子２４Ｋ及び寄生素子２５Ｋの長さを切替えるためのスイッチとして、アンテナ装置１Ｋは、スイッチ２５１～スイッチ２６２を備える。図３４に示される例では、スロット線路の交差部分を取り囲むようにスイッチ２５１～２６２が設けられる。ただし、スイッチの配置は、図３４の例に限られない。
　アンテナ装置１Ｋも、切替制御ブロック５００（図６）によって、次に説明するようなさまざまなＳｔａｔｅを有する。図３５は、Ｓｔａｔｅの例を示す図である。「Ｖ」は垂直偏波を示し、「Ｈ」は水平偏波を示す。図３５に示されるように、偏波及び指向性が切替えられたＳｔａｔｅ３００～Ｓｔａｔｅ３０８が得られる。図３５に示される例に限らず、それぞれの給電点及びスイッチを個別に切替えることでさまざまなＳｔａｔｅが得られる。
　上記実施形態では、アンテナ、寄生素子、地板及びスイッチ群等のアンテナ装置１の構成要素が、基板２の表面に設けられる例について説明した。ただし、アンテナ装置１の構成要素の一部又は全部が基板２の裏面に設けられもよい。
　これまでの説明の範囲からでも当業者は理解できるが、実施形態に係るアンテナ装置の周波数帯域は、８００ＭＨｚ及び２ＧＨｚ帯域に限定されない。他の周波数帯域の例は、２．４ＧＨｚ帯域、５ＧＨｚ帯域、さらにはそれよりも高い周波数帯域であるミリ波帯域等である。これらを含め、あらゆる周波数帯域の電波に、実施形態に係るアンテナ装置が適用されてよい。アンテナ装置は、それらの周波数帯域を利用するあらゆる無線システムに適用されてよい。無線システムの例は、ＬＴＥ（Long　Term　Evolution）、ＵＷＢ（Ultra　Wide　Band）、ＷｉＦｉ（登録商標）等である。アンテナ装置は、それらの周波数帯域乃至無線システムを利用するあらゆる用途に適用可能である。用途の例は、通話、データ通信、測距、測位、モーションセンシング等である。
３．　制御システムのさらなる例
　上記実施形態では、図６を参照して、受信レベル情報（ＲＳＳＩ）、送信レベル情報、受信ＱｏＳ情報（ＳＩＲ、ＢＥＲ）及び送信ＱｏＳ情報等の指標に基づいて各スイッチ等を制御するための切替信号を生成する制御システムについて説明した。指標についてさらに述べると、送信レベル情報には、送信電力等が含まれてよい。受信ＱｏＳ情報には、ＳＩＲ、ＢＥＲの他、パケットに含まれるインジケータ等も含まれてよい。送信ＱｏＳ情報についても同様である。これらの指標は、例えば変復調信号処理ブロック６００から切替制御ブロック５００に送られる。
　パケットに含まれるインジケータについて述べる。無線の送受信信号には、信号の品質を示すインジケータをパケットに含むものも少なくない。インジケータの例は、品質のレベルに対応して定められた数値である。数値の例は、品質が良い旨（Good　Quality）を示す数値１、品質が低い旨（Low　Quality）を示す数値２、信号が失われた等何らかの原因により信頼性が低い旨（Unreliable　(for　any　reason　like　Signal　Lost,　etc)）ことを示す数値３、及び、品質が不明である旨（Unknown　quality）を示す数値４等である。
　指標のさらに別の例は、周波数特性に関する情報である。周波数特性に関する情報は、受信信号の周波数特性に関する情報、及び、送信信号の周波数特性を含む。受信信号の周波数特性に関する情報の例は、受信信号の位相又は振幅の周波数特性及びこれに基づく情報（傾き値、移動平均値等）である。送信信号の周波数特性に関する情報の例は、送信信号の位相又は振幅の周波数特性及びこれに基づく情報（傾き値、移動平均値等）である。位相又は振幅は、或る周波数での位相又は振幅を基準としたときの相対値であってよい。このような指標について、図３６Ａ～図３６Ｃを参照して説明する。
　図３６Ａ～図３６Ｃは、周波数特性に関する情報の例を模式的に示す図である。これらの図のうち、図３６Ａ及び図３６Ｂは、異なるＳｔａｔｅでの位相又は振幅の周波数特性の例を示す。グラフの横軸は周波数を示し、縦軸は位相又は振幅を示す。周波数範囲は、アンテナの送受信周波数帯域（例えば２．４ＧＨｚ～２．４８ＧＨｚ等）である。或るＳｔａｔｅにおいて、図３６Ａに示されるように、周波数が増加するにつれて、位相又は振幅がほぼ一定の割合で減少するように変化する。別のＳｔａｔｅにおいて、図３６Ｂに示されるように、周波数が増加するにつれて、位相又は振幅が増減を繰り返し不規則に変化する。このように、Ｓｔａｔｅによって周波数特性が異なるので、送信信号又は受信信号の位相又は振幅の周波数特性を指標に用いることもできる。例えば、周波数特性が所定条件を満たすＳｔａｔｅを選択する、周波数特性が最適となるＳｔａｔｅを選択する、周波数特性のバラツキが最小となるＳｔａｔｅを選択する、といった制御が行われてよい。
　図３６Ｃは、異なるＳｔａｔｅそれぞれでの位相又は振幅の周波数特性の傾き値の例を示す。グラフ線Ａは、上述の図３６Ａに示される周波数特性の傾き値を示す。グラフ線Ｂは、上述の図３６Ｃに示される周波数特性の傾きを示す。Ｓｔａｔｅによって位相又は振幅の周波数特性の傾きが異なるので、位相又は振幅の周波数特性の傾きを指標に用いることもできる。例えば、周波数特性の傾き値の変動が、所定条件（初期値として、例えば、－３０ｄＢ／Ｈｚ以下）を満たすＳｔａｔｅを選択する、周波数特性の傾き値の変動が最小となるステートを選択する、といった制御が行われてよい。
　指標のさらに別の例は、時間軸波形に関する情報である。時間軸波形に関する情報は、受信信号の時間軸波形に関する情報、及び、送信信号の時間軸波形に関する情報を含む。受信信号の時間軸波形に関する情報の例は、受信信号の時間軸波形及びこれに基づく情報（初期ピークの幅、初期ピークの振幅、初期ピークの検出時間等）である。送信信号の時間軸波形に関する情報の例は、送信信号の時間軸波形及びこれに基づく情報（初期ピークの幅、初期ピークの振幅、初期ピークの検出時間等）である。時間軸波形に関する情報は、例えばアンテナ装置１が測距測位装置等として用いられる場合に有用である。時間軸波形に関する情報について、図３７を参照して説明する。
　図３７は、時間軸波形に関する情報の例を模式的に示す図である。グラフの横軸は時間を示し、縦軸は振幅値（検出値）を示す。振幅値は、第１波ピークの値で規格化されている。信号を検出してから第１波ピークまでの時間を、時間Ｔ１と称し図示する。第１波ピークを、幅Ｗ１と称し図示する。時間Ｔ１は、検出信号の振幅値がはじめに所定レベル（この例では約０．０５）を上回ったときに開始する。なお、この例では、検出開始から時間Ｔ１の半分が経過したときに、検出振幅が０．５に至る。
　これまで説明したようにＳｔａｔｅによってアンテナの放射パターンが切替わるので、図３７に示されるような時間軸波形も、Ｓｔａｔｅによって異なりうる。したがって、時間軸波形を指標に用いることもできる。例えば、時間軸波形（時間Ｔ１、幅Ｗ１等）が所定条件を満たすＳｔａｔｅを選択するといった制御が行われてよい。時間Ｔ１を用いる場合、所定条件の初期値を例えば１５ｎｓ以下、１０ｎｓ以下等に設定し、これを満たすＳｔａｔｅが選択されてよい。時間軸波形（時間Ｔ１、幅Ｗ１等）が最適となるＳｔａｔｅを選択するといった制御が行われてもよい。例えば、時間Ｔ１が最も短くなるＳｔａｔｅが選択されてよい。あるいは、幅Ｗ１が最も狭くなるＳｔａｔｅが選択されてよい。
　上述の測距測位における指標の確認は、各Ｓｔａｔｅで行われうる。その際、複数のＳｔａｔｅで所定条件を満たす場合には、平均を採用する、より良い値を採用する、他の指標も参考にして決める等の後処理が実施されてよい。
　上述の周波数特性等及び時間軸波形等を含めた指標に基づいて各スイッチ等を制御するための切替信号を生成する制御システムについて、図３８を参照して説明する。図３８は、アンテナ装置、及び、アンテナ装置が搭載された電子機器の概略構成の例を示す図である。以下では、図６との相違部分についてとくに説明する。
　変復調信号処理ブロック６００Ａは、検出部６０１及び測距測位部６０２を含む。検出部６０１は、上述の周波数特性に関する情報及び時間軸波形に関する情報を検出することによってそれらの指標を取得する。検出部６０１は、例えば、検波器、エラーカウンタを含んで構成される。取得された指標は、変復調信号処理ブロック６００Ａから切替制御ブロック５００Ａに送られる。切替制御ブロック５００Ａは、変復調信号処理ブロック６００から送られる指標に基づいて、各スイッチを制御するための切替信号を生成する。これにより所望の指向性が得られるＳｔａｔｅへとアンテナ装置１が切替えられることは、これまで説明したとおりである。
　測距測位部６０２は、測距及び／又は測位（以下、「測距測位」という場合もある。）を行う。測距及び測位は、例えばアンテナ１０及びアンテナ２０（図１）の少なくとも一方を測距測位用アンテナとして用いることによって行われる。測距測位の原理は公知であるので詳細な説明は行わない。アンテナ１０及びアンテナ２０のそれぞれが別々の測距測位用アンテナとして用いられてよく、その場合、アンテナ１０による測距測位結果とアンテナ２０による測距測位結果との２つの測距測位結果が得られる。
　アンテナ１０による測距測位結果とアンテナ２０による測距測位結果との２つの測距測位結果を用いる例について説明する。アンテナ１０についての指標及びアンテナ２０についての指標も用いられてよく、その場合、２つの測距測位結果は、指標の確認結果に応じて採用されてよい。測距の例で説明すると、確認結果は、２つのアンテナそれぞれの指標の比較結果（例えば指標の差）であってよい。指標に優先度が付与されていてよく、その場合、優先度の高い指標から順に比較を行い、一定以上の差が確認された時点で確認処理が完了してよい。一例として、インジケータ及び幅Ｗ１の２つの指標のうち、インジケータの優先度が高く設定される場合には、インジケータの数値（品質）が良い方のアンテナによる測距距離が用いられてよい。インジケータの数値が同じ（差が無い）場合には、幅Ｗ１が一定以内であるか否かを確認し、条件を満たす指標のアンテナによる測距距離が用いられてよい。インジケータ及び幅Ｗ１のいずれにおいても顕著な差がみられなければ、例えば２つのアンテナによる測距距離のうちの短い方の測距距離が用いられてよい。
　上述のような優先度順の指標確認は行わず、２つのアンテナによる測距結果の差分が所定値（例えば１．５ｎｓに相当する距離）以下の場合に、２つの測距距離の平均値を用いるようにしてもよい。平均化によって精度向上が期待される。所定値より大きい場合には、インジケータその他の指標から算出される信頼度情報に基づいて、用いる測距距離が選択されてもよい。
　上述の測距測位における指標の確認は、各Ｓｔａｔｅで行われうる。その際、複数のＳｔａｔｅで所定条件を満たす場合には、平均を採用する、より良い値を採用する、他の指標も参考にして決める等の後処理が実施されてよい。
　以上のことも踏まえ、先に図１１を参照して説明した切替制御処理（アンテナ装置の制御方法）の他にも、さまざまな切替制御処理が行われてよい。いくつかの例について、図３９及び図４０を参照して説明する。
　例えば、指標が所定条件を満たすＳｔａｔｅを探索する処理において、指標が所定条件を満たすＳｔａｔｅが発見されない場合には、所定条件を緩和してもよい。これについて、図３９を参照して説明する。
　図３９は、切替制御処理（アンテナ装置の制御方法）の例を示すフローチャートである。この処理は、例えば、アンテナ装置１による送受信（電子機器５の使用）が行われている間、切替制御ブロック５００Ａによって繰り返し実行される。
　ステップＳ１１において、所定条件で指標の種別が設定される。例えば、先に述べたような１０ｎｓ以下の第１波ピークまでの時間Ｔ１が、所定条件及び指標の種別として設定される。他の指標についても所定条件が設定される。
　ステップＳ１２において、条件を満たすか否かが判断される。具体的に、取得された指標が、先のステップＳ１１で設定された所定条件を満たすか否かが判断される。条件を満たす場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、フローチャートの処理は終了する。そうでない場合（ステップＳ１２：Ｎｏ），ステップＳ１３に処理が進められる。
　ステップＳ１３において、全Ｓｔａｔｅを確認したか否かが判断される。具体的に、すべてのＳｔａｔｅがこれまでにステップＳ１２の処理の対称となった場合に、全Ｓｔａｔｅを確認したと判断される。全Ｓｔａｔｅを確認した場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１４に処理が進められる。そうでない場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、ステップＳ１５に処理が進められる。
　ステップＳ１４において、スイッチが切替えられ、ステップＳ１２に処理が戻される。ここでのスイッチの切替えは、これまでにステップＳ１２の処理の対称となっていないＳｔａｔｅへの切替えである。
　ステップＳ１５において、全指標を確認したか否かが判断される。具体的に、すべての指標がこれまでにステップＳ１２の処理の対称となった場合に、全指標を確認したと判断される。全指標を確認した場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、ステップＳ１６に処理が進められる。そうでない場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、ステップＳ１１に処理が戻される。ステップＳ１１では、ステップＳ１２の処理の対称となっていない指標の種別が設定される。
　ステップＳ１６において、所定条件が緩和され、ステップＳ１１に処理が戻される。例えば、上述の１０ｎｍ以下が、１５ｎｍ以下に緩和される。他の指標についても所定条件が緩和される。
　以上の処理によれば、初期の所定条件（初期条件）を満たすＳｔａｔｅが発見されない場合には、所定条件が緩和される。したがって、所望の指向性又はそれに近い（次善の）指向性が得られるＳｔａｔｅへとアンテナ装置１を確実に切替えることができる。
　一方で、全Ｓｔａｔｅでの全指標（すべてのＳｔａｔｅ及び指標の組み合わせ）を確認したうえで、最適なＳｔａｔｅが選択されてもよい。これについて、図４０を参照して説明する。図４０は、切替制御処理（アンテナ装置の制御方法）の例を示すフローチャートである。
　ステップＳ２１において、指標の種別が設定される。例えば、第１波ピークまでの時間Ｔ１が設定される。
　ステップＳ２２において、特性値が記憶される。具体的に、上記ステップＳ２１で設定された指標が取得され、取得結果が、切替制御ブロック５００がアクセス可能な記憶部（不図示）に記憶される。測距測位装置の場合には、各アンテナによる測距測位結果等も記憶されてよい。
　ステップＳ２３において、全Ｓｔａｔｅを確認したか否かが判断される。具体的に、すべてのＳｔａｔｅがこれまでにステップＳ２２の処理の対称となった場合に、全Ｓｔａｔｅを確認したと判断される。全Ｓｔａｔｅを確認した場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、ステップＳ２５に処理が進められる。そうでない場合（ステップＳ２３：Ｎｏ），ステップＳ２４に処理が進められる。
　ステップＳ２４において、スイッチが切替えられ、ステップＳ２２に処理が戻される。ここでのスイッチの切替えは、これまでにステップＳ２２の処理の対称となっていないＳｔａｔｅへの切替えである。
　ステップＳ２５において、全指標を確認したか否かが判断される。具体的に、すべての指標がこれまでにステップＳ２２の処理の対称となった場合に、全指標を確認したと判断される。全指標を確認した場合（ステップＳ２５：Ｙｅｓ）、ステップＳ２６に処理が進められる。そうでない場合（ステップＳ２５：Ｎｏ）、ステップＳ２１に処理が戻される。
　ステップＳ２６において、特性値が最適となるＳｔａｔｅが選択される。具体的に、先のステップＳ２２において記憶された特性値のうち、最適な特性値に対応するＳｔａｔｅへとアンテナ装置１が切替えられる。
　以上の処理によれば、すべてのＳｔａｔｅ及び指標の確認結果に基づいて、最適なＳｔａｔｅへとアンテナ装置１を切替えることができる。測距測位装置の場合には、このように切替えられたＳｔａｔｅにおいて、先に説明したように、２つの測距測位結果がそれぞれの指標の確認結果に応じて採用されてよい。
４．　効果
　以上説明したアンテナ装置は、例えば次のように特定される。図１及び図２等に例示されるように、アンテナ装置１は、アンテナ１０と、アンテナ２０と、寄生素子１１、寄生素子１２、寄生素子２１及び寄生素子２２と、地板３０と、スイッチ群とを備える。アンテナ１０は、第１の偏波を放射する。アンテナ２０は、第２の偏波を放射する。スイッチ群は、寄生素子１１、寄生素子１２、寄生素子２１及び寄生素子２２に接続されたスイッチ１１１、スイッチ１２１、スイッチ２１１、スイッチ２１２、スイッチ２２１及びスイッチ２２２と、地板３０に接続されたスイッチ３０１～３０８（以下、単に「スイッチ１１１等」という場合もある。）とを含む。
　上記のアンテナ装置１によれば、寄生素子１１、寄生素子１２、寄生素子２１、寄生素子２２及び地板３０に接続されたスイッチ１１１等を切替えることによって、第１の偏波を放射するアンテナ１０及び第２の偏波を放射するアンテナ２０の指向性を変更することができる。このようにスイッチ１１１等の切替組合せに応じて２つのアンテナ１０及びアンテナ２０の指向性をさまざまに変化させることで、放射パターン（指向性及び偏波）を柔軟に制御することが可能になる。したがって、自由度の高い放射パターン制御が可能になる。
　図２等に例示されるように、寄生素子１１及び寄生素子１２は、アンテナ１０に対向してよい。例えばこのような寄生素子１１及び寄生素子１２によって、アンテナ１０の指向性を制御することができる。
　図２等に例示されるように、アンテナ１０は、導電性部材によって形成されるモノポールアンテナであってよい。寄生素子１１及び寄生素子１２は、導電性部材で形成されてよい。スイッチ１１１及びスイッチ１２１は、寄生素子１１及び寄生素子１２と地板３０との間に接続されてよい。これにより、寄生素子１１及び寄生素子１２と地板３０との接続状態に応じて、モノポールアンテナの指向性を制御することができる。
　図２等に例示されるように、寄生素子１１及び寄生素子１２は、各々がアンテナ１０の両側に位置する一対の寄生素子であってよい。例えばこのようにアンテナ１０、寄生素子１１及び寄生素子１２を一方向（Ｙ軸方向）に並んで配置することで、アンテナ１０の指向性を制御することができる。
　図１４等に例示されるように、アンテナ装置１Ｃは、アンテナ１０Ｃに設けられた給電点ＦＰ１Ｃ０と、寄生素子１１Ｃ及び寄生素子１２Ｃに設けられた給電点ＦＰ１Ｃ１及び給電点ＦＰ１Ｃ２とをさらに備えてよい。スイッチ１０１をＳＨＯＲＴにすることで、給電点ＦＰ１Ｃ０を介してアンテナ１０Ｃを励振するのではなく、アンテナ１０Ｃを寄生素子として用いることができる。スイッチ１１１及び／又はスイッチ１２１をＯＰＥＮにすることで、給電点ＦＰ１Ｃ１及び／又は給電点ＦＰ１Ｃ２を介して寄生素子１１Ｃ及び／又は寄生素子１２Ｃを励振し、それらをアンテナとして用いることができる。
　図１６等に例示されるように、アンテナ装置１Ｅは、寄生素子１１と地板３０との間に接続された可変リアクタンス素子１１１Ｅ及び可変リアクタンス素子１２１Ｅを含んでよい。可変リアクタンス素子１１１Ｅ及び可変リアクタンス素子１２１Ｅのリアクタンス値を変えて寄生素子１１と地板３０との接続状態を切替えることによっても、異なる指向性が得られる。
　図１５等に例示されるように、アンテナ１０Ｄは折り曲げ部分（あるいは湾曲部分）を有してよい。アンテナ１０Ｄの折り曲げ形状（あるいは湾曲形状）に応じて異なる指向性が得られる。また、アンテナ装置１Ｄをコンパクトにすることができる。
　図３２等に例示されるように、アンテナ１０Ｈ１及びアンテナ１０Ｈ２は、一対のアンテナであってよい。アンテナ装置１Ｈは、アンテナ１０Ｈ１とアンテナ１０Ｈ２との間に設けられたハイブリッド素子９０をさらに備えてよい。一対のアンテナとすることにより、アンテナ装置１Ｈを小型化することができる。
　図２等に例示されるように、寄生素子２１及び寄生素子２２は、アンテナ２０に対向してよい。例えばこのような寄生素子２１及び寄生素子２２によって、アンテナ２０の指向性を制御することができる。
　図２等に例示されるように、アンテナ２０は、地板３０によって形成されるスロットアンテナであってよい。寄生素子２１及び寄生素子２２は、地板３０によって形成されるスロット線路であってよい。スイッチ２１１、スイッチ２１２、スイッチ２２１及びスイッチ２２２は、寄生素子２１及び寄生素子２２においてその両側の地板３０どうしの間に接続されてよい。また、図１７等に例示されるように、スイッチ群は、寄生素子２１Ｆ及び寄生素子２２Ｆにおいてその両側の地板３０どうしの間に接続されるスイッチ２１３Ｆ及びスイッチ２２３Ｆを含んでよい。これにより、寄生素子２１及び寄生素子２２と地板３０との接続状態に応じて、スロットアンテナの指向性を制御することができる。
　図２等に例示されるように、寄生素子２１及び寄生素子２２は、各々がアンテナ２０の両側に位置する一対の寄生素子であってよい。例えばこのようにアンテナ２０、寄生素子２１及び寄生素子２２を一方向（Ｙ軸方向）に並んで配置することで、アンテナ２０の指向性を制御することができる。
　図１４等に例示されるように、アンテナ装置１Ｃは、アンテナ２０Ｃに設けられた給電点ＦＰ２Ｃ０と、寄生素子２１Ｃ及び寄生素子２２Ｃに設けられた給電点ＦＰ２Ｃ１及び給電点ＦＰ２Ｃ２とをさらに備えてよい。スイッチ群は、給電点ＦＰ２Ｃ０に対して並列に接続されたスイッチ２０１Ｃと、給電点ＦＰ２Ｃ１に対して並列に接続されたスイッチ２１２Ｃ及び給電点ＦＰ２Ｃ２対して並列に接続されたスイッチ２２２Ｃとを含んでよい。スイッチ２０１ＣをＳＨＯＲＴにすることで、給電点ＦＰ２Ｃ０を介してアンテナ２０Ｃを励振するのではなく、アンテナ２０Ｃを寄生素子として用いることができる。スイッチ２１２Ｃ及び／又はスイッチ２２２ＣをＯＰＥＮにすることで、給電点ＦＰ２Ｃ１及び／又は給電点ＦＰ２Ｃ２を介して寄生素子２１Ｃ及び／又は寄生素子２２Ｃを励振し、それらをアンテナとして用いることができる。
　図２及び図１３等に例示されるように、地板３０は、分割地板３１及び分割地板３２を含んでよい。スイッチ３０１～スイッチ３０８は、分割地板３１と分割地板３２との間に接続されてよい。さらに、分割地板３２は、第１の部分３２１～第５の部分３２５の複数の分割地板を含んでよい。スイッチ群は、第１の部分３２１～第５の部分３２５どうしの間に接続されたスイッチ３０９～スイッチ３１６を含んでよい。これにより、地板３０のパターンをさまざまに変更して指向性を制御することができる。
　図２及び図３４等に例示されるように、アンテナ２０は、アンテナ１０と同じ方向に延在するアンテナ２０Ｋを含んでよい。あるいは、図１８及び図３４等に例示されるように、アンテナ２０Ｇは、アンテナ１０の延在方向と交差する方向（例えば直交する方向）に延在するアンテナ２３Ｋを含んでよい。このように第２のアンテナの延在方向に変化をも持たせることで、偏波方向を変えたり、指向性を制御したりすることができる。
　図６等に例示されるように、アンテナ装置１は、切替制御ブロック５００をさらに備えてよい。切替制御ブロック５００は、送受信に関する指標に基づいて、スイッチ群の各スイッチを切替えてよい。これにより、送受信に関する指標に応じて、指向性を制御することができる。
　図６及び図３８等に例示されるように、指標は、受信レベル情報、送信レベル情報、受信ＱｏＳ情報及び送信ＱｏＳ情報、受信信号の位相、振幅の周波数特性に関する情報、送信信号の位相、振幅の周波数特性に関する情報、受信信号の時間軸波形に関する情報及び送信信号の時間軸波形に関する情報の少なくとも一つを含んでよい。例えばこのような指標に応じて、指向性を制御することができる。
　図３８等に例示されるように、アンテナ装置１は、測距測位部６０２をさらに備えてよい。測距測位部６０２は、アンテナ１０及びアンテナ２０の少なくとも一方を用いて測距又は測位を行ってよい。これにより、アンテナ装置１を、測位測距装置として用いることができる。
　測距測位部６０２は、アンテナ１０についての指標、アンテナ２０についての指標、アンテナ１０による測距測位結果及びアンテナ２０による測距測位結果に基づいて、測距又は測位を行ってよい。これにより、それぞれのアンテナの指標及び測距測位結果に基づく適切な測距又は測位を行うことができる。
　図１及び図２等に例示されるように、アンテナ１０、アンテナ２０、寄生素子１１、寄生素子１２、寄生素子２１、寄生素子２２及び地板３０は、基板２上に設けられてよい。これにより、平面形状のコンパクトなアンテナ装置１を得ることができる。
　例えば図６等に示される電子機器５も、本開示の一実施形態である。電子機器５は、アンテナ装置１が搭載されているので、先に説明したように、自由度の高い放射パターン制御が可能になる。
　例えば図１１等に示される制御方法も、本開示の一実施形態である。この制御方法は、アンテナ装置１の制御方法であって、アンテナ１０及びアンテナ２０の少なくとも一方のアンテナの送受信に関する指標を取得し（ステップＳ１）、取得するステップで取得した指標に基づいて、スイッチ群の各スイッチを切替える（ステップＳ２及びステップＳ３）、ことを含む。これにより、送受信に関する指標に応じて、指向性を制御することができる。
　なお、本開示に記載された効果は、あくまで例示であって、開示された内容に限定されない。他の効果があってもよい。
　以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示の技術的範囲は、上述の実施形態そのままに限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、異なる実施形態及び変形例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
　また、本明細書に記載された各実施形態における効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、他の効果があってもよい。
　なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
　第１の偏波を放射する第１のアンテナと、
　第２の偏波を放射する第２のアンテナと、
　寄生素子と、
　地板と、
　前記寄生素子に接続されたスイッチ及び前記地板に接続されたスイッチを含むスイッチ群と、
　を備える、アンテナ装置。
（２）
　前記寄生素子は、前記第１のアンテナに対向する第１の寄生素子を含む、
　（１）に記載のアンテナ装置。
（３）
　前記第１のアンテナは、導電性部材によって形成されるモノポールアンテナであり、
　前記第１の寄生素子は、導電性部材によって形成され、
　前記スイッチ群は、前記第１の寄生素子と前記地板との間に接続されるスイッチを含む、
　（２）に記載のアンテナ装置。
（４）
　前記第１の寄生素子は、各々が前記第１のアンテナの両側に位置する一対の第１の寄生素子を含む、
　（２）又は（３）に記載のアンテナ装置。
（５）
　前記第１のアンテナに設けられた第１の給電点と、
　前記第１の寄生素子に設けられた第１の追加給電点と、
　をさらに備え、
　前記スイッチ群は、前記第１の給電点に対して並列に接続されたスイッチ、及び、前記第１の追加給電点に対して並列に接続されたスイッチを含む、
　（２）～（４）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（６）
　前記スイッチ群は、前記第１の寄生素子と前記地板との間に接続された可変リアクタンス素子を含む、
　（３）又は（４）に記載のアンテナ装置。
（７）
　前記第１のアンテナは、折り曲げ部分及び湾曲部分の少なくとも一方を有する、
　（１）～（４）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（８）
　前記第１のアンテナは、一対のアンテナであり、
　前記一対のアンテナである第１のアンテナの間に設けられた９０°ハイブリッド素子をさらに備える、
　（１）～（５）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（９）
　前記寄生素子は、前記第２のアンテナに対向する第２の寄生素子を含む、
　（１）～（８）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（１０）
　前記第２のアンテナは、前記地板によって形成されるスロットアンテナであり、
　前記第２の寄生素子は、前記地板によって形成されるスロット線路であり、
　前記スイッチ群は、前記第２の寄生素子においてその両側の地板どうしの間に接続されるスイッチを含む、
　（９）に記載のアンテナ装置。
（１１）
　前記第２の寄生素子は、各々が前記第２のアンテナの両側に位置する一対の第２の寄生素子を含む、
　（９）又は（１０）に記載のアンテナ装置。
（１２）
　前記第２のアンテナに設けられた第２の給電点と、
　前記第２の寄生素子に設けられた第２の追加給電点と、
　をさらに備え、
　前記スイッチ群は、前記第２の給電点に対して並列に接続されたスイッチ、及び、前記第２の追加給電点に対して並列に接続されたスイッチを含む、
　（９）～（１１）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（１３）
　前記地板は、複数の分割地板を含み、
　前記スイッチ群は、前記複数の分割地板どうしの間に接続されたスイッチを含む、
　（１）～（１２）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（１４）
　前記第２のアンテナは、前記第１のアンテナと同じ方向に延在するアンテナを含む、
　（１）～（１３）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（１５）
　前記第２のアンテナは、前記第１のアンテナの延在方向と交差する方向に延在するアンテナを含む、
　（１）～（１４）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（１６）
　前記スイッチ群の各スイッチを切替える切替部をさらに備え、
　前記切替部は、送受信に関する指標に基づいて、前記スイッチ群の各スイッチを切替える、
　（１）～（１５）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（１７）
　前記指標は、受信レベル情報、送信レベル情報、受信ＱｏＳ（Quality　of　Service）情報、送信ＱｏＳ情報、受信信号の位相、振幅の周波数特性に関する情報、送信信号の位相、振幅の周波数特性に関する情報、受信信号の時間軸波形に関する情報及び送信信号の時間軸波形に関する情報の少なくとも一つを含む、
　（１６）に記載のアンテナ装置。
（１８）
　前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナの少なくとも一方を用いて測距又は測位を行う測距測位部をさらに備える、
　（１）～（１７）に記載のアンテナ装置。
（１９）
　前記測距測位部は、前記第１のアンテナについての前記指標、前記第２のアンテナについての前記指標、前記第１のアンテナによる測距測位結果及び前記第２のアンテナによる測距測位結果に基づいて、測距又は測位を行う、
　（１７）に記載のアンテナ装置。
（２０）
　前記第１のアンテナ、前記第２のアンテナ、前記寄生素子及び前記地板は、基板上に設けられる、
　（１）～（１９）のいずれかに記載のアンテナ装置。
（２１）
　アンテナ装置が搭載された電子機器であって、
　前記アンテナ装置は、
　　第１の偏波を放射する第１のアンテナと、
　　第２の偏波を放射する第２のアンテナと、
　　寄生素子と、
　　地板と、
　　少なくとも前記寄生素子に接続されたスイッチ及び前記地板に接続されたスイッチを含むスイッチ群と、
　を備える、
　電子機器。
（２２）
　アンテナ装置の制御方法であって、
　前記アンテナ装置は、
　　第１の偏波を放射する第１のアンテナと、
　　第２の偏波を放射する第２のアンテナと、
　　寄生素子と、
　　地板と、
　　少なくとも前記寄生素子に接続されたスイッチ及び前記地板に接続されたスイッチを含むスイッチ群と、
　を備え、
　前記制御方法は、
　前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナの少なくとも一方のアンテナの送受信に関する指標を取得し、
　前記取得するステップで取得した指標に基づいて、前記スイッチ群の各スイッチを切替える、
　ことを含む、
　アンテナ装置の制御方法。
　　１　アンテナ装置
　　２　基板
　　５　電子機器
　１０　アンテナ
　２０　アンテナ
　３０　地板
　３１　第１の地板
　３２　第２の地板
　４０　信号源
　５０　スイッチ
１１１　スイッチ
１２１　スイッチ
２１１　スイッチ
２１２　スイッチ
２２１　スイッチ
２２２　スイッチ
３０１　スイッチ
３０２　スイッチ
３０３　スイッチ
３０４　スイッチ
３０５　スイッチ
３０６　スイッチ
３０７　スイッチ
３０８　スイッチ
４００　ＲＦ信号処理ブロック
５００　切替制御ブロック
６００　変復調信号処理ブロック
６０１　検出部
６０２　測距測位部
７００　他のブロック

Claims (20)

  1. 　第１の偏波を放射する第１のアンテナと、
    　第２の偏波を放射する第２のアンテナと、
    　寄生素子と、
    　地板と、
    　前記寄生素子に接続されたスイッチ及び前記地板に接続されたスイッチを含むスイッチ群と、
    　を備える、アンテナ装置。
  2. 　前記寄生素子は、前記第１のアンテナに対向する第１の寄生素子を含む、
    　請求項１に記載のアンテナ装置。
  3. 　前記第１のアンテナは、導電性部材によって形成されるモノポールアンテナであり、
    　前記第１の寄生素子は、導電性部材によって形成され、
    　前記スイッチ群は、前記第１の寄生素子と前記地板との間に接続されるスイッチを含む、
    　請求項２に記載のアンテナ装置。
  4. 　前記第１の寄生素子は、各々が前記第１のアンテナの両側に位置する一対の第１の寄生素子を含む、
    　請求項２に記載のアンテナ装置。
  5. 　前記第１のアンテナに設けられた第１の給電点と、
    　前記第１の寄生素子に設けられた第１の追加給電点と、
    　をさらに備え、
    　前記スイッチ群は、前記第１の給電点に対して並列に接続されたスイッチ、及び、前記第１の追加給電点に対して並列に接続されたスイッチを含む、
    　請求項２に記載のアンテナ装置。
  6. 　前記スイッチ群は、前記第１の寄生素子と前記地板との間に接続された可変リアクタンス素子を含む、
    　請求項３に記載のアンテナ装置。
  7. 　前記第１のアンテナは、折り曲げ部分及び湾曲部分の少なくとも一方を有する、
    　請求項１に記載のアンテナ装置。
  8. 　前記第１のアンテナは、一対のアンテナであり、
    　前記一対のアンテナである第１のアンテナの間に設けられた９０°ハイブリッド素子をさらに備える、
    　請求項１に記載のアンテナ装置。
  9. 　前記寄生素子は、前記第２のアンテナに対向する第２の寄生素子を含む、
    　請求項１に記載のアンテナ装置。
  10. 　前記第２のアンテナは、前記地板によって形成されるスロットアンテナであり、
    　前記第２の寄生素子は、前記地板によって形成されるスロット線路であり、
    　前記スイッチ群は、前記第２の寄生素子においてその両側の地板どうしの間に接続されるスイッチを含む、
    　請求項９に記載のアンテナ装置。
  11. 　前記第２の寄生素子は、各々が前記第２のアンテナの両側に位置する一対の第２の寄生素子を含む、
    　請求項９に記載のアンテナ装置。
  12. 　前記第２のアンテナに設けられた第２の給電点と、
    　前記第２の寄生素子に設けられた第２の追加給電点と、
    　をさらに備え、
    　前記スイッチ群は、前記第２の給電点に対して並列に接続されたスイッチ、及び、前記第２の追加給電点に対して並列に接続されたスイッチを含む、
    　請求項９に記載のアンテナ装置。
  13. 　前記地板は、複数の分割地板を含み、
    　前記スイッチ群は、前記複数の分割地板どうしの間に接続されたスイッチを含む、
    　請求項１に記載のアンテナ装置。
  14. 　前記第２のアンテナは、前記第１のアンテナと同じ方向に延在するアンテナを含む、
    　請求項１に記載のアンテナ装置。
  15. 　前記第２のアンテナは、前記第１のアンテナの延在方向と交差する方向に延在するアンテナを含む、
    　請求項１に記載のアンテナ装置。
  16. 　前記スイッチ群の各スイッチを切替える切替部をさらに備え、
    　前記切替部は、送受信に関する指標に基づいて、前記スイッチ群の各スイッチを切替える、
    　請求項１に記載のアンテナ装置。
  17. 　前記指標は、受信レベル情報、送信レベル情報、受信ＱｏＳ（Quality　of　Service）情報、送信ＱｏＳ情報、受信信号の位相、振幅の周波数特性に関する情報、送信信号の位相、振幅の周波数特性に関する情報、受信信号の時間軸波形に関する情報及び送信信号の時間軸波形に関する情報の少なくとも一つを含む、
    　請求項１６に記載のアンテナ装置。
  18. 　前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナの少なくとも一方を用いて測距又は測位を行う測距測位部をさらに備える、
    　請求項１に記載のアンテナ装置。
  19. 　前記第１のアンテナについての前記指標及び前記第２のアンテナについての前記指標と、前記第１のアンテナによる測距測位結果及び前記第２のアンテナによる測距測位結果とを用いて、測距又は測位を行う測距測位部をさらに備える、
    　請求項１７に記載のアンテナ装置。
  20. 　前記第１のアンテナ、前記第２のアンテナ、前記寄生素子及び前記地板は、基板上に設けられる、
    　請求項１に記載のアンテナ装置。
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